玻璃钢板导热系数的测定

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1、中国科技论文实验技术与管理Vol.17No.52000统计源期刊玻璃钢板导热系数的测定刘海增，王龙贵(淮南工业学院，淮南232001)摘要:本文介绍了如何测量玻璃钢板的导热系数和分析给测量结果带来误差的因素及数据处理。关镇词:玻璃钢板;导热系数;一维稳定导热;热辐射;冷却率中圈分类号:TK124文献标识码:B文章编号:1002-4956(2000)05-0124-03玻璃钢制品在工业上得到了广泛的应用，由于它的配料不同导致特性各异，如玻璃钢板导热系数就是其中之一，为了在生产过程中及时和方便地测量该参数来指导

2、生产，特地对该参数的测定手段进行了研究与设计，并获得了正确可靠的结果。1.测f原理的确定(1)付利叶导热定律一维稳态导热数学表达式:(d8/dr)=A"s(dT/dh)式中,A一被测试件导热系数，单位:J/m"K"S,S一被测试件导热面积，单位:时,dT/dh一被测试件导热方向温度梯度，单位:K/m,d6/d一被测试件导热率，单位:Wo(2)牛顿冷却定律对于温度均匀的物体，牛顿冷却定律数学表达式为:(d8/dr)=m·c(dT/dr)式中m一物质的质量，单位:掩,c一物质比热容，单位，J/kg.K,dT/D

3、r物质冷却速度，单位:K/S.红外灯根据上述两定律，可按下式测玻璃钢板的导热系数:绝热材料a二(m"c/S)(dT/dr)/(dT/dh)紫铜板式中m,c,dT/dr为冷却体参数，S,dT/dh为被测试件参数。被测试件2.测，装里和电路紫钢板支架(1)测量装置图1为导热系数的测量装置，上部为红外加热灯，圆铜板A被绝热物筒包围，被测试件与铜板图1测量装置形状相同，高为hB。圆铜板c厚度为h1c。为了避免测量c铜，铜材料采用电解铜，其比热容可从材料手册中查出为:0.384J/掩。被测试件B的一收稿日期:1999

4、-11-10作者简介:刘海增，男，1996年出生，讲师.玻璃钢板导热系数的测定维稳定导热也可实现，且有dT/dh=(几一介)/h，下铜板的冷却率dT/dt也有法测出。在上、下两铜板的侧面沿直径方向具有似nm、深度为3cm的洞，用于放置热电偶。该装置的参数如下:①圆板半径R二5.75em;②hB二((0.56土0.02)cm;(3)h'c二0.60cm;④nic=0.5388称。(2)测量电路见图2，热电偶采用铜一康铜热电偶，A,C热电偶分别置于A,C铜板侧面洞中。参比端置于冰水混合物中。转换开关用于转换测量

5、A,C铜板的温度。3.测f(1)应用热电偶、电位差计测定T-L.TF、too(2)应用控制红外加热灯的电源电压，来实现测量装置在环境温度to下稳定导热。导A热电俩c热电俩转换开关今比端热是否稳定，用间隔5分钟测定T1,TF值的图2测量电路变化情况来判定，参考标准是:电位差计读数值前两位保持不变，第三位变化范围不超过50(5)将铜板C脱离A,B后，用红外加热灯对C加热，使其温度高于介后，停止加热，温摩开始下降。每间隔30秒，读取其温度(热电势)一次，直至低于介为止。从而可作出二T曲线，从曲线上确定dT/dTI

6、T下·、的数值。根据稳定一维导热情况和铜板C自然冷却的情况，可知:dO/dt=(S上+S矿/(S上+S下+S侧)喻件，‘m‘“*dT/dtI介*10从而得出:A=(m"c/27rR2)(R+2h'c/R+h'c)(dT/dt)ITF'b(hs/T1一T-F)4.测得的数据几=(6.121士0.003)mV;介=(3.135t0.005)mVdT/dt}今几二((156士003)x10-3MV/S测得导热系数的平均值和其标准偏差值如下:a=0.031)/m.K.S;SA=0.002J/m.K.S5.系统误差的

7、分析(1)铜板温度代替试件表面温度的影响分析T1一上铜板温度，代表试件上表面温度T住。介一下铜板温度，代表试件下表面温度T'下。由于铜板与被测试件上、下表面接触程度、表面的状况决定了几>T'上，介(T，上一T味)，使x值便小。由于试件上、下表面与铜板接触相同，温差的差别可视为二阶无穷小。(2)试件侧面辐射散热的分析枷=2nRh，其平均温度T二(T1+升)/2。环境温度to二0.9omvAt=T一to=3.723mV，故侧面存在辐射散热。在保证稳定导热的条件下，还要维持辐射散热，故可知

8、几的值是大于所测值6.121mV的，因而几一介的测量偏小，结果使入测量值便大。根据辐射换热的原理，辐射热量正比于表面温度4次方之差，以及辐126头牧顶术与官理射体的发射率，由于被测试件为浅白色，。很小，故此原因对测量的影响是很小的。(3)试件表面与铜板表面间空气隙的影响该影响使(T-L-T-F)比实际的(Th-TT)偏小，使k测量偏大，根据对试件平面度的测量，间隙可以忽略。故此项影响也不大。总之，测量结果有偏大的