導熱系數的測定_評分標準及參考答案第一部分：預習報告（20分）一、實驗目的掌握用穩態法測量不良導體的導熱系數的方法。了解物體散熱速率和傳熱速率的關系。理解溫差熱電偶的特性。二、實驗儀器發熱盤，傳熱筒，杜瓦瓶，溫差電偶，待測橡膠樣品，數字電壓表，停表。三、實驗原理熱傳導定律：學■=-^f]AS；At Idx丿x0導熱系數概念：等于相距單位長度的兩平面的溫度相差為一個單位時，在單位時間內通過單位面積所傳遞的熱量，單位是瓦?米-i?開-i（W?m-i?K-i），導熱系數是反映材料的導熱性能的重要參數之一；穩態法（通過控制熱源傳熱在樣品內部形成穩定的溫度分布，而進行的測量）測不良導體的導熱系數的方法；4散熱板自由冷卻與穩態時，由于散熱面積不同因而要引入修正系數：1De+4h2DC1De+4h2DC+2hCC CC2兀R2+2兀RhC CC5．溫差熱電偶的工作原理四、實驗內容和步驟1、 橡膠盤，黃銅盤直徑，高度D,h,D,h，黃銅盤質量m，數據由實驗室提供。BBCC2、 穩態法測傳熱板，散熱板的溫度0，0 ；10203、測量散熱板（黃銅盤）的冷卻速率A!|，計算九。At02^20第二部分：數據采集與實驗操作（40分）有較好的動手能力，能夠很好解決實驗過程中出現的問題，數據采集記錄完整準確，操作過程無誤（35-40分）；有一定的動手能力，能夠解決實驗過程中出現的一般問題,數據采集記錄完整，操作過程無大的違規（35-20）；動手能力較差，難以解決實驗過程中出現的一般問題，數據采集與記錄不完整、有偏差，有違規操作（0-20分）。操作要點：1．導熱系數測定儀的使用（數字電壓表調零，熱電偶接線，）；構建穩態環境，保持0在3.50mV±0.03mV范圍內，測量0 ；1020測量黃銅盤的冷卻速率。保持穩態時散熱板的環境：a.電風扇一直工作。b.0附近的冷卻速率。20第三部分：數據記錄和數據處理（30分）數據處理要求：

1．原始數據必需重新抄入實驗報告數據處理部分的正文中，再進行具體處理，注意各測量量的單位；2.采用逐差法求黃銅盤在溫度為e時的冷卻速率竺,△t=120S20 At02司20計算橡膠板的導熱系數入，與標準值0.16W/m?k比較，并給出入測量結果；給出實驗結論。測量結果參考值：DBDB,hB,DC,hC測量參考值：橡膠板直徑D=131.77mmB黃銅盤直徑D=130.02mmC黃銅盤質量m=896.2g穩態法測0 ,01020橡膠板厚度h=8.25mmB黃銅盤厚度h=7.66mmC黃銅比熱C=3.77X102J/kg.k0010=3.50mv020=1.82mv3.采取逐差法求黃銅盤冷卻速率孚10 .△t=120SAt耳T/s030609012015018021002/mV.2.082.001.931.851.791.721.661.61A0=1^2.08-1.79)+(2.00-1.72)+G.93-1.66)+(1.85-1.613/4=0.27(mv)凱叮027=°.002曲/J

橡膠板導熱系數九參考值.h)—B 八0h)—B 八0一0丿1020—C C20八D+20八CC=0.155(W/m-k)與標準值的比較I九一九IE二 4x100%二3.1%九九標第四部分：思考題（10分）1、 導熱系數的物理意義是什么？導熱系數是反映材料導熱性能的重要參數之一，其值等于相距單位長度的兩平面的溫度相差為一個單位時，在單位時間內通過單位面積所傳遞的熱量，單位是瓦?米-1?開t（W?m-i?K-i）。2、 實驗中采用什么方法來測量不良導體的導熱系數？穩態法（具體描述略）3、測九要滿足哪些條件？在實驗中又如何保證?D測010，20系統要處于穩定態，即這兩個溫度在十分鐘內保持不變，并且010>020，（010人為控制在（3.50土0.03）mv）；2）測量散熱板在0附近的冷卻速率。204、試述穩態法測不良導體導熱系數的基本原理。通過當達到穩態時待測樣品的傳熱速率和散熱盤向側面和下面的散熱速率相同的原理推導得出。

5、討論本實驗誤差因素，并說明測量導熱系數可能偏小的原因。A、 樣品表面老化，影響傳熱；B、 加熱板，樣品，散熱板之間有縫隙，影響傳熱。C、 熱電偶熱端與發熱盤和散熱盤接觸不良，應粘些硅油插入小孔底部，等等6、測冷卻速率時，為什么要在穩態溫度020附近選值。？A、當散熱板處在不同溫度時，它的散熱速率不同，與本體溫度，環境溫度都有關。B、在實驗中，當系統處于穩態時通過待測樣品的傳熱與散熱盤向側面和下面的散熱率相同,所以測冷卻速率要在穩態溫度020附近。7、本實驗的熱電偶測溫度為什么不用定標就能代入公式計算？能否不用數字電壓表而用其它電表儀器來測熱電偶電壓值，代入公式求導熱系數而不影響結果？舉例說明。在所測溫度范圍內，直流數字電壓表測得的溫差電動勢與待測溫度成線性關系，即E那么AEE-那么AEE-E1020aA0