穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)

1、第一節(jié)穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康撵柟毯蜕罨€(wěn)定導(dǎo)熱過程的基本理論，學(xué)習(xí)用平板法測(cè)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)的試驗(yàn)方 法和技能。測(cè)定試驗(yàn)材料的導(dǎo)熱系數(shù)。確定試驗(yàn)材料導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理導(dǎo)熱系數(shù)是表征材料導(dǎo)熱能力的物理量。對(duì)于不同的材料，導(dǎo)熱系數(shù)是各不相同的，對(duì) 同一材料，導(dǎo)熱系數(shù)還會(huì)隨著溫度、壓力、濕度、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和重度等因素而變異。各種材 料的導(dǎo)熱系數(shù)都用試驗(yàn)方法來測(cè)定，如果要分別考慮不同因素的影響，就需要針對(duì)各種因素 加以試驗(yàn)，往往不能只在一種實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行。穩(wěn)態(tài)平板法是一種應(yīng)用一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的 基本原理來測(cè)定材料導(dǎo)熱系數(shù)的方法，可以用來進(jìn)行導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定試驗(yàn)，測(cè)

2、定材料的導(dǎo)熱 系數(shù)及其和溫度的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)設(shè)備是根據(jù)在一維穩(wěn)態(tài)情況下通過平板的到熱量Q和平板兩面的溫差A(yù)t成正比， 和平板的厚度h成反比，以及和導(dǎo)熱系數(shù)人成反比的關(guān)系來設(shè)計(jì)的。我們知道，通過薄壁平板（壁厚小于十分之一壁長(zhǎng)和壁寬）的穩(wěn)定導(dǎo)熱量為：力Q = _*At* S（1）h其中：Q為傳到平板的熱量，w；人為導(dǎo)熱系數(shù)，w/mC；h為平板厚度，m；At為平板兩面溫差，C；S為平板表面積；m2；測(cè)試時(shí)，如果將平板兩面溫差A(yù)t、平板厚度h、垂直熱流力向的導(dǎo)熱面積S和通過平 板的熱流量Q測(cè)定后，就可以根據(jù)下式得出導(dǎo)熱系數(shù)：0At * S其中：At = |孔-氣|，Tu為平板上測(cè)溫度，Td為平板下側(cè)溫度，

3、C；這里，公式2所得出的導(dǎo)熱系數(shù)是在當(dāng)時(shí)的平均溫度下材料的導(dǎo)熱系數(shù)值，此平均溫度為：t = 2（T + Td）（3）在不同的溫度和溫差條件下測(cè)出相應(yīng)的人值，然后按人值標(biāo)在人-1坐標(biāo)圖內(nèi)，就可以 得出人=三（）的關(guān)系曲線。三、實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)試儀器穩(wěn)態(tài)平板法測(cè)定絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)的電器連接圖和實(shí)驗(yàn)裝置如圖1和圖2所示。被試驗(yàn)材料做成兩塊方形薄壁平板試件，面積為300*300mm2，實(shí)際導(dǎo)熱計(jì)算面積S 為200*200mm2，平板厚度hmm。平板試件分別被夾緊在加熱器的上下熱面和上下水套 冷面之間。加熱器的上下面、水套與試件的接觸面都設(shè)有銅板，以使溫度均勻。利用薄膜式 加熱片實(shí)現(xiàn)對(duì)上、下試件熱面的加熱

4、，而上下導(dǎo)熱面積水套的冷卻面是通過循環(huán)冷卻水（或 通以自來水）來實(shí)現(xiàn)。在中間200*200mm2部位上安設(shè)的加熱器為主加熱器。為了使住加熱器的熱量能夠全部單項(xiàng)通過上下兩個(gè)試件，并通過水套的冷水帶走，在主 加熱器四周（即200*200mm2之外的四側(cè)）設(shè)有四個(gè)輔助加熱器（1、2、3、4），利用專用 的溫度跟蹤控制器使主加熱器以外的四周保持與中間主加熱器的溫度相一致，以免熱流量向 旁側(cè)散失。主加熱器的中心溫度th和水套冷面的中心溫度tc用四個(gè)熱電偶來測(cè)量，輔助加 熱器1和輔助加熱器1的熱面也分別設(shè)置兩個(gè)輔熱電偶t2和t6 （埋設(shè)在銅板相應(yīng)位置上）， 其中一個(gè)輔熱電偶t2 （或t6）接到溫度跟蹤控制

5、器上，與主加熱器中心接來的主熱電偶t： 的溫度信號(hào)相比較，通過跟蹤器使全部輔加熱器都跟蹤到與主加熱器的溫度相一致。而在試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，可以通過熱電偶t （或t：）和熱電偶t3 （或t4）測(cè)量出一個(gè)試件的兩 個(gè)表面的中心溫度。也可以再測(cè)量一個(gè)輔熱電偶的溫度，以便與主熱電偶的溫度相比較，從 而了解主、輔加熱器的控制和跟蹤情況，溫度是利用儀器直接讀取數(shù)值。主加熱器的電功率 可以用電功率表或電壓表和電流表來測(cè)量。附實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要參數(shù)試驗(yàn)材料：試件外型尺寸：300*300mm2導(dǎo)熱計(jì)算面積F： 200*200mm2 （即主加熱器的面積） 試件厚度h：mm （實(shí)測(cè)） 主加熱器電阻值：Q輔加熱器（每個(gè)）電阻值:加熱偶材料：鎳金各一鎳硅8.試件最高加熱溫度：80r圖2試驗(yàn)臺(tái)主題示意圖（1）愉如烘都3 輔加格膳1胸如知部4 融加熱麟2圖1試驗(yàn)臺(tái)的電氣連接圖:冷卻水進(jìn)由口 （上）F水套熱電儡t3主藕電上水套熱電偶門AM器3:冷卻水進(jìn)由口 （上）F水套熱電儡t3主藕電上水套熱電偶門AM