平板導熱系數測量一、實驗目的：鞏固和深化穩定導熱過程的基本理論，學習用平板法測定絕熱材料導熱系數的實驗方法和技能。測定試驗材料的導熱系數。確定試驗材料導熱系數與溫度的關系。實驗原理：導熱系數還會隨著溫度、壓力、濕度、物質的結構和重度等因素而變異。各種材料的導熱系數都用實驗方法來測定，穩態平板法是一種應用一維穩態導熱過程的基本原理來測定材料導熱系數的方法，可以用來進行導熱系數的測定實驗，測定材料的導熱系數及其和溫度的關系。實驗設備是根據在一維穩態情況下通過平板的導熱量Q和平板兩面的溫差△t成正比，和平板的厚度6成反比，以及和導熱系數入成正比的關系來設計的。我士知道，通過薄壁平板（壁厚小于十分之一壁長和壁寬）的穩定導熱量為：?At?FQ=3[W]被試驗材料做成二塊方形薄壁平板試件，面積為300X300[mm2],實際導熱計算面積F為200X200[mm2],板的厚度為6[mm2]。平板試件分別被夾緊在加熱器的上下熱面和上下水套的冷面之間。加熱器的上下面和水套與試件的接觸面都設有銅板試件2試件1試件2試件1LTU冷卻水進出口試驗材料試件外型尺寸：300X300mm2導熱計算面積F:200X200mm2（即主加熱器的面積）試件厚度6:（實測）15mm主加熱器電阻值：100Q6?輔加熱器（每個）電阻值：Q7.熱電偶材料：鎳鉻一鎳硅8?試件最高加熱溫度：W80°C三、實驗方法和步驟：將兩個平板試件仔細地安裝在加熱器的上下面，試件表面應與銅板嚴密接觸,不應有空隙存在。在試件、加熱器和水套等安裝入位后.應在上面加壓一定的重物，以使它們都能緊密接觸。2?聯接和仔細檢查各接線電路。將主加熱器的兩個接線端用導線接至主加熱器電源；而四個輔助加熱器聯成串聯電路（實驗臺上已聯接好）。將主熱電偶之一

t2（或tl）接到跟蹤控制器面板上中間的主熱電偶接線柱上，而將輔熱電偶之一t5（或t6）接到跟蹤控制器上的相應接線柱上。把水套冷面熱電偶t3（或t4）接到跟蹤控制器上的相應接線柱上。檢查冷卻水水泵及其通路能否正常工作，各熱電偶是否正常完好。接通加熱器電源，并調節到合適的電壓，開始加溫，通過調節輔助加熱器的電壓使主加熱器以外的四周（輔熱電偶的溫度）保持與中間主加熱器的溫度相一致。在加溫過程中，可通過各測溫點的測量來控制和了解加熱情況。開始時，可先不啟動冷水泵，待試件的熱面溫度達到一定水平后，再啟動水泵（或接通自來水），向上下水套通入冷卻水。試驗經過一段時間后，試件的熱面溫度和冷面溫度開始趨于穩定。在這過程中可以適當調節主加熱器電源、輔加熱器電源的電壓，使其更快或更利于達到穩定狀態。待溫度基本穩定后，就可以每隔一段時間進行一次電壓V讀數記錄和溫度測量，從而得到穩定的測試結果。一個工況試驗后，可以將設備調到另一工況，即調節主加熱器功率后，再按上述方法進行測試，得到另一工況的穩定測試結果。調節的電功率不宜過大，一般在5?10W為宜。根據實驗要求，進行多次工況的測試。（工況以從低溫到高溫為宜）。測試結束后，先切斷主,輔加熱器電源，經過10分鐘左右后再關閉水泵.實驗數據取實驗進入穩定狀態后的連續三次穩定結果的平均值。導熱量（即主加（即tl或t2（即tl或t2）即t3或t4）°c°ctR—試件的熱面溫度tL—試件的冷面溫度平均溫度為：導熱系數“帀*（或2^）【w/m%】RLRL四、實驗數據處理五、組號項目主壓/V主溫/c輔溫/c水溫/c56.057.048.821.956.056.748.422.155.956.247.822.1平均56.056.648.322.053.255.347.422.053.255.447.322.053.155.046.822.1

平均53.255.247.222.0「三50.153.446.422.450.153.246.122.350.053.045.822.3平均50.153.246.122.3由公式九二2R?（T-T）?F計算得RLtm/°c37.838.639.3入/0.1520.1600.170W/(m?k)平板導熱系數溫度關系式：入=0?012t-O?3O五、誤差分析1、由于輔助加熱器加熱溫度低于主加熱器，造成主加熱器向四周散熱。2、溫度測量過程中誤差六、耐火材料導熱系數測量實驗與此實驗的區別耐火材料導熱系數的測量實驗采用的是熱線法，而十字熱線法適用于測量溫度不大于1250°C的耐火材料?還適用于粉狀及顆粒料；而平板導熱系數測量實驗只能測定固體平板的導熱系數。十字熱線法原理：試樣在爐內加熱至規定溫度并在此溫度下保溫，用沿試樣長度方向埋設在試樣中的線狀電導體（熱線）進行局部加熱，熱線載有書籍恒定功率的電流，即在時間上和試樣長度方向上功率不變。從熱線的功率和接通電流加熱后已知兩下時間間隔的溫度可以計算導熱系數，此溫升與時間的函數就是被測試樣的導熱系數。―12