導熱系數(shù)的測量

1、實驗九導熱系數(shù)的測量實驗目的用穩(wěn)態(tài)法測出不良導熱體的導熱系數(shù)，并與理論值進行比較。實驗儀器發(fā)熱盤A,散熱盤P,樣品B,數(shù)顯計時器,毫伏表，電源，冰瓶，游標卡尺。t 2 rP 2 Rphp(9 3)TRP 2hP ? hBmc t 2RP2hP T1 T21_rB(9實驗原理罟R2B2T RP 2 RPhP mc實驗步驟1、用游標卡尺測量待測樣品直徑和厚度，各測2、用游標卡尺測量散熱盤 P的直徑和厚度，測一、不良導體導熱系數(shù)的測量1、實驗時，先將待測樣品（例如硅橡膠圓片）5次。5次。用天平稱出P盤的質(zhì)量。放在散熱盤P上面，然后將發(fā)熱盤A放在樣品盤B上方，并用固定螺母固定在機架上，再調(diào)節(jié)三個螺旋頭

2、，使樣品盤的上下兩個表面與發(fā) 熱盤和散熱盤緊密接觸。將熱電偶的熱端（紅A和散熱盤P的熱2、在杜瓦瓶中放入冰水混合物， 將熱電偶的冷端（黑色）插入杜瓦瓶中。 色）分別插入加熱盤 A和散熱盤P側面的小孔中，并分別將其插入加熱盤 電偶接線連接到儀器面板的傳感器I、n上。VTi約為4.2mV時,3、接通電源，將加熱開關置于高擋，開始加熱。當傳感器I的溫度讀數(shù) 再將加熱開關置于低擋，降低加熱電壓，以免溫度過高。4、傳感器I、n的讀數(shù)不再上升（VT1和 V的數(shù)值在10mi n內(nèi)的變化小于0.03mV,約需40分鐘，視不同的實驗條件而不同）時，說明已達到穩(wěn)態(tài)，每隔3分鐘記錄VTi和V?2的值。5、測量散熱盤

3、在穩(wěn)態(tài)值 T2附近的散熱速率（上）。移開銅盤 A取下橡膠盤，并使銅盤 At的底面與銅盤P直接接觸，當P盤的溫度上升到高于穩(wěn)定態(tài)的 VT2值若干度（0.2mV左右）后， 再將銅盤A移開，讓銅盤P自然冷卻，每隔30秒（或自定）記錄此時的T2值。根據(jù)測量值計 算出散熱速率-Qt二、金屬導熱系數(shù)的測量1、 先將兩塊樹脂圓環(huán)套在金屬圓筒兩端，并在金屬圓筒兩端涂上導熱硅脂，然后把圓柱體金屬鋁棒，置于發(fā)熱圓盤與散熱圓盤之間。調(diào)節(jié)散熱盤P下方的三顆螺絲，使金屬圓筒與加熱盤A及散熱盤P緊密接觸。2、 當發(fā)熱盤與散熱盤達到穩(wěn)定的溫度分布后，Ti、T2值為金屬樣品上下兩個面的溫度，此時T T3由此得到導熱系數(shù)為Q

4、mc th 1Ti T2 mR2散熱盤P的溫度為T3值。因此測量P盤的冷卻速度為:測T3值時可在Ti、T2達到穩(wěn)定時，將插在發(fā)熱圓盤與散熱圓盤中的熱電偶取出，分別插入金 屬圓柱體上的上下兩孔中進行測量。三、測量空氣的導熱系數(shù)，調(diào)節(jié)三個螺旋頭，使發(fā)熱圓盤與散熱圓盤的距離為h,并用塞尺進行測量（即塞尺的厚度），此距離為待測空氣層的厚度。實驗數(shù)據(jù)與結果31、實驗數(shù)據(jù)記錄（銅的比熱 c 0.09197cal g 1 C 1，比重8.9g/cm）1散熱盤 P：質(zhì)量 m = 968 （g）半徑 RP - DP 6.4514 （cm）12345D=（ cm）12.89612.91612.89812.8941

5、2.910hp （cm）0.8960.9140.8980.9160.9081橡膠盤： 半徑 Rb 2db 6.5022（cm）12345Db（ cm）12.96013.04012.96013.06213.000hB (cm)0.7800.8020.7820.7900.796穩(wěn)態(tài)時、T2的值（轉(zhuǎn)換見附錄2的分度表）Ti=53.9 C T2= 31.9 C12345Vt1( mV3. 093.083.073.063.05Vt2( mV1.751.741.731.721.71散熱速率:時間（秒）306090120150180210240T2 (mV2.061.991.921.861.801.741.681.63溫度C36.935.834.633.632.731.730.729.92、根據(jù)實驗結果，計算出不良導熱體的導熱系數(shù)，并求出相對誤差。TRp 2hp ?hB c 1me?2=0.13096 W/m.Kt 2RP 2hP T1 T2rB相對誤差=20.6%81.9%實驗結果分析1、放置熱電偶的發(fā)熱和散熱圓盤側面的小孔應與杜瓦瓶同一側，避免熱電偶線相互交叉。2、 實驗中，抽出被測樣品時，應先旋松加熱圓筒側面的緊定螺釘。樣品取出后，