測定氣體導(dǎo)熱系數(shù)

1、測 定 氣 體 導(dǎo) 熱 系【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 掌握低真空系統(tǒng)的基本操作方法，學(xué)會正確使用數(shù)顯式電子真空 計(jì)。2. 掌握用熱線法測定氣體導(dǎo)熱系數(shù)的基本原理和正確方法。3. 學(xué)習(xí)應(yīng)用“線性回歸”和“外推法”對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。【實(shí)驗(yàn)原理】1 .“熱線法”測量氣體導(dǎo)熱系數(shù)的原理1）穩(wěn)定溫度場的建立進(jìn)氣口爪氣口由于Ti >T2,容器中的待測氣體必然形成一個(gè)沿徑向分布的溫度梯 度，由于熱傳導(dǎo)，鎢絲溫度下降，本實(shí)驗(yàn)用熱線恒溫自動(dòng)控制系統(tǒng) 來維持鎢絲溫度恒為 Ti。這樣，每秒鐘由于氣體熱傳導(dǎo)所耗散的熱 量就等于維持鎢絲的溫度恒為 Ti時(shí)所消耗的電功率，從而維持測量 室中溫度梯度穩(wěn)定。故通過測量鎢絲消耗的

2、電功率來算出單位時(shí)間 內(nèi)熱傳導(dǎo)的熱量。2）由付里葉定律推導(dǎo)氣體導(dǎo)熱系數(shù)K即氣體導(dǎo)熱系數(shù)。其中 I = cm , r i = mm, r 2 = mm . T 2近似 等于室溫，關(guān)鍵在于 Q與Ti怎么測定。2） Q與Ti的測定每秒鐘通過氣體圓柱面?zhèn)鬏數(shù)臒崃縌等于鎢絲所耗散的電功率，即Q W UI 對于一定長度為I的鎢絲而言，其電阻值與溫度的關(guān)系為：273 2!。R0Ro= Q,是零度時(shí)的電阻值；R=U/I為實(shí)驗(yàn)測量。5.1 10 3C 12. 二項(xiàng)修正1）熱輻射以及聯(lián)接鎢絲兩端的電極棒的傳熱損失的修正。2）測量在低氣壓（帕1333帕）條件下進(jìn)行，低氣壓氣體導(dǎo)熱系 數(shù)K低與壓強(qiáng)P下導(dǎo)熱系數(shù)之間的關(guān)

3、系： 中的K低和K可以用Q低和Q來代替1 B 1外推法求Q=一+ 一盛 p Q3. 作圖法外推求Q以1/P為橫坐標(biāo)，1/Q低 為縱坐標(biāo)作圖，所得到的實(shí) 驗(yàn)曲線將近似為一直線， 此 直線在縱坐標(biāo)上的截距即為1/Q【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 2真空泵企測暈宰真空計(jì)三通II4.厲接通：針閥控制徽量進(jìn)氣4. 6接誦：系統(tǒng)誦大氣4：進(jìn)氣關(guān)閉1. 熟悉實(shí)驗(yàn)裝置，選擇合適的熱線溫度三通【K 2摟通；對系統(tǒng)抽氣U 3接通；真空泵通大1:停止抽氣1）對照實(shí)驗(yàn)裝置圖熟悉氣體導(dǎo)熱系數(shù)測定儀的基本結(jié)構(gòu)，別注意三通I和三通H的旋轉(zhuǎn)操作。2）校準(zhǔn)電子真空計(jì)。3） 調(diào)節(jié)熱線的恒溫溫度 Ti （鎢絲電阻值為90100Q左右）2 .測量鎢絲

4、熱輻射與電極棒傳熱耗散的電功率W真空1）預(yù)抽真空 2）測量W真空在真空度約帕（或10-3乇）時(shí)測出熱線兩端的電壓U真空及流過它的電流I真空，通過計(jì)算得 W真空 3.測量干燥空氣的導(dǎo)熱系數(shù)在1333帕范圍內(nèi)測出不同氣壓P時(shí)，鎢絲兩端的電壓 Up及流經(jīng)鎢絲的電流Ip。把所有數(shù)據(jù)記錄到表格中。注意事項(xiàng)：1. 為了避免真空泵回油， 實(shí)驗(yàn)中或?qū)嶒?yàn)結(jié)束時(shí)， 當(dāng)真空泵停機(jī) 時(shí)，都要使其通大氣，即三通 I 轉(zhuǎn)到 1、3 位置。2. 如果不注意， 把過多的氣體放入系統(tǒng)內(nèi)時(shí)， 可以再用真空泵 把系統(tǒng)內(nèi)氣壓抽到實(shí)驗(yàn)的需要值再繼續(xù)測量。3. 如果系統(tǒng)長時(shí)間沒有使用， 或者系統(tǒng)漏氣較多， 系統(tǒng)不容易 達(dá)到所要求的真空度，這時(shí)候要仔細(xì)檢查系統(tǒng)各氣路接口有否漏氣 的地方并予以排除，必要時(shí)還要拔下兩個(gè)三通閥的閥芯，清洗后涂 上新的真空脂，在排除系統(tǒng)內(nèi)部吸附的氣體后，系統(tǒng)就能達(dá)到所需 的真空度?！緮?shù)據(jù)與結(jié)果】1 數(shù)據(jù)記錄表見講義2 數(shù)據(jù)處理：1）外推法求 Q。