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1、非稳态法测材料的导热性能实验一实验目的1、测量绝热材料的导热系数和比热，掌握其测试原理和方法；2、掌握使用热电偶测量温差的方法。二实验装置非稳态法导热系数实验台的电原理及装置图其测量装置分三部分： 1、 试件及夹具：试件分为三块，此处采用的是 200*200 毫米的有机玻璃块，其中二块为厚 60 毫米。一块为厚 12 毫米的试件之间夹以热传感器和加热器。2、 测量系统：此处采用精度较高的测温铂电阻测量仪表和用以显示加热功率的精度较高的直流电压、电流表及宽范围的直流稳压源，热传感器采用进口薄膜铂电阻 。10tP3、 加热部分为有机框孔为 200*200 毫米的金属薄膜加热器，阻值标称为 左右，配
2、以 0-60 伏，2A 的直流稳压一台。三实验原理常功率平面热源法是根据半无限大物体常热流通量作用下的分析解和它在工程实际中的应用。在常热流通量的作用下，不稳定导热过程的导热微分方程单值性条件可表示如下：（4）2x当 时0， （5）xconstxq0 式中： 过余温度， ；0),(txt半无限大物体的初始温度。0t在初始温度 分布均匀的半无限大物体内部，从 起，半无限大物体表面，受均i 匀分布的平面热源 的作用，在常物性条件下，离表面 x 处的温升 ，)/(20mWq x为：),(ixt（6）)2(2,0axfciex式中： 代表变量 高斯误差补函数的一次积分，其值可由数学函数表或传ierfc
3、yy热学书中查到。当 0，但 时， = ，由式 6 可知xierfcy1, （7）02q这样，如果用两个热电阻分别测定 时刻，装置图中试件与加热器接触面上的中心0区温升 ， ， ，以及 时刻，试件与试件 接触面上的中心区温升 ，00tit1x 1x， ，则根据式（6）和（7）得出：1xti（8）)2(, 11001 xxx aierfc于是，由已测定量 ，可求出 ，从函数表确100,x 1)(1xirf定 的值，从而计算出相应于该测试温度范围 ， 的平均温度1102xxay 10,xt时的导温系数为：),(00tt（9）124xya)/(2Sm式中： 试件厚度，m1x 根据上式 值，代入式(7
4、),就可求得试件的导热系数为：a（ ） （10）00,2aqmW/则试件的比热值可由下式求得：（ ） （11）aCkgJ/常功率平面热源法测试部分仪器的装置简图及接线原理图见装置图.试件、 仅仅是厚度不同的相同试件。如果试件长和宽各为 的 8-10 倍，试件就可以看作是无1x限大平壁，在被加热膜通电加热的条件下，试件的两个表面中央地区都将在整个升温期间各保持为等温面。随着时间的延长， ，试件紧挨加热器面的部分首先开始升温，0逐步向远离加热面的两边延伸，直到 限时，试件的上表面和试件的下表面也将开始升温，在 限期间，试件、 叠接在一起，以及试件都将表现为事实上0的半无限大物体，而且康铜箔热源也将
5、均等地向两侧供热，每侧各为 ，)/(20mWq即： )/(220mWFQq式中： 加热源的热功率， （ ）热源的面积， 。2四实验步骤1按原理图接好线路（加热系统、测温系统） ；2、测试件 I 上下表面的的初温，即 ，并记录；0,xt3、开始加热，同时启动两块秒表加热 10-20 分钟之间，测得 n 组试件 I 上下表面的温度即 及 ，测温同时记录相应的时间 和 ；),0(t),(xt 0x4、功率测量因是常功率不受时间限制；5、实验结束，关电源。五数据处理记录下列数据并将其它实验数据填入表 1 中表 1 实验记录表序号 电压 V电流 A上表面温度 下表面温度12345678910求出：热流密度 （ ）q2Wm试件的导热系数 （ ）和比热 C（ ）o oJkg注：稳压源 0-60 伏,2A测温表 0-120 C铂电阻 Pt100加热膜 100 左右
