圆球法测定绝热材料导热系数

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1、圆球法测定绝热材料导热系数一、实验目的1.巩固稳定导热的基本理论，学习用圆球法测定材料导热系数的实验方法，学会利用标准电阻精密测量电功率的方法以及用热电偶测温的技术；2.测量试材的导热系数，以及随温度变化的规律。二、实验原理圆球法就是应用沿球壁半径方向一维稳态导热的基本原理测定颗粒状以及纤维状材料导热系数的实验方法。在两个同心圆球所组成的夹层中，填入颗粒状或纤维状试材，内外球直径分别为d1=80mm，d2=150mm，内球表面温度为t1，外球表面温度为t2，根据傅立叶定律，当实验处于稳态时，通过夹层的导热量为通过上式可推导出在平均温度下的材料的导热系数若改变加热量Q，就可以改变壁面温度使其处于

2、另一种状态t1、t2，这样可以测出在各种不同平均温度下试材的导热系数，因此可以得出一条～间的关系曲线。三、实验装置与测量仪表实验装置如图所示。圆球内球中电加热器由高精度晶体管直流稳压电源供电。需要测量的量包括以下参数。1.功率W的测量用直流稳压电源加热，功率用精确度为0.01%标准电阻法测量，标准电阻为R1、R2、R3，连接线路如图1，用电位差计测出V1、V2，当时，如果选择3那么。1.温度测量圆球法测量导热系数的实验装置在内外球壁分别埋有镍铬—镍铝热电偶，测出它们的热电势Ut1、Ut2，查热电偶分度表得出相应的温度t1、t2。上述计算功率时用到的V1、V2（即电流电压）以及热电偶的热电势Ut

3、1、Ut2均采用UJ-33a型电位差计测量。一、实验步骤1.将试材烘干；2.根据给定的被测材料的容重，算出仪器内所需装填的试材重量，并将试材均匀装入球内；3.连接并检查线路系统以及测量仪表。4.接通电源，观察各项测量数据的变化情况；5.当各项数据基本不随时间变化时，说明系统已达稳定状态，开始测量并记录，每隔5分钟测一次，共测三次；6.整理数据，选择一次测量的数据代入公式计算，由于热系统的稳定时间较长，所以在做实验时前四项准备工作，在另一套设备上进行，并利用EX型记录仪观察其升温过程。二、数据处理与结论分析电压V1/mVV2/mVt1/mVt2/mV第一组27.48723.0923.5811.4

4、1第二组27.4923.0963.581.4073第三组27.49323.0973.5771.405平均27.4923.0953.5793331.407333温度/℃\84.898535.1057误差分析与讨论：本实验中的主要数据有四个：，其中的精度主要取决于电阻、R2的精确度，以及测量设备的精度。温度的精度也主要取决于测量仪器的精确程度,而温度测的是与环境直接接触的外侧温度，这个温度收外界影响比较大，因此提高该实验的精确度的主要措施在于提高它的精确度，主要方法如下：1.避免空气对流。尽量减少周围空气的流动，避免在实验室中来回走动，并尽可能关好门窗，有条件的话，可以将实验设备隔离。2.在外球

5、体上镀镀层。如果在外球体上镀一层铬，会很好地起到保温效果，可以有效提高实验精度。3