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时间:2020-06-24
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1、固体导热系数的测定实验仪器:YBF-5型导热系数测定仪(含加热盘A、散热盘P、数字电压表、计时秒表等)、测试材料(硅橡胶、胶木板)测温PT100、测试连接线、游标卡尺等。实验原理:热传导定律:通过上部加热盘加热、下部散热盘散热达到稳态在材料内部维持均匀度温度梯度分布;系统平衡时加热速率=传热速率=散热速率=冷却速率,故通过测量散热盘冷却时温度随时间的变化得到其T-t曲线,则由此得①实验步骤:(1)测量测试材料及散热盘的厚度及直径;(2)在加热盘和散热盘间夹入胶木板;(3)设置加热温度为90度,加热至上下两盘温度稳定,记录此时上下两盘温度T1、T2
2、;(4)迅速将胶木板换成硅橡胶,重复步骤(3);(5)将散热盘加热至较高温度再使其自然冷却,测定其温度随时间的变化。实验数据:数据处理:查阅铜密度ρ=8930kg·m-3,比热容c=0.385kJ·K-1·kg-1。根据铜盘直径及厚度,计算出散热盘质量m=537.6g。由T-t表绘得T-t曲线如下:由图得到T2处的斜率:k(胶木板)=-0.0425K/sk(硅橡胶)=-0.0426K/s带入①得(胶木板)==0.427W/(m·K)(硅橡胶)==0.279W/(m·K)总结与讨论:思考题:1.测导热系数要满足:维持材料内部均匀的温度梯度以及测得传
3、热速率。通过上部加热盘加热、下部散热盘散热达到稳态在材料内部维持均匀度温度梯度分布;系统平衡时加热速率=传热速率=散热速率=冷却速率,故通过测量散热盘冷却时温度随时间的变化得到其T-t曲线,求其在稳态温度处的斜率即为传热速率。2.因为只有处于稳态温度时冷却速率与传热速率相等;通过在稳态温度附近使铜板自然然冷却绘制T-t曲线,取其在稳态温度处的斜率作为冷却速度。3.测试材料具有一定侧面积,因而达到稳态时有少量热量从侧面散失,则上下铜盘的温度差略小于材料实际散失的热量,即(T1-T2)偏小,故计算所得导热系数可能偏小。
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