
谈淡你对“金属导热系数的测定”实验的总结、收获和体会
导热系数测定验体会获通过测定良导体(铜、空气)、导体(橡胶)的导热系验,我们组的各同学都明白了要用1、测良导体、不良导体的导热系数的方法是稳态法2、导热系数的物理意义是什么
3、测λ要满足什么条件,怎样保证这些条件
4、测量冷却速率时,为什么要在稳态温度θ2附近取值
一、测良导体、不良导体的导热系数的方法是稳态法 测量导热系数我们组用的是稳态法,在稳态法中,先利用热源对样品加热,样品内部的温差使热量从高温向低温处传导,样品内部各点的温度将随加热快慢和传热快慢的影响而变动;适当控制实验条件和实验参数可使加热和传热的过程达到平衡状态,则待测样品内部可能形成稳定的温度分布,根据这一温度分布就可以计算出导热系数。
而在动态法中,最终在样品内部所形成的温度分布是随时间变化的,如呈周期性的变化,变化的周期和幅度亦受实验条件和加热快慢的影响,与导热系数的大小有关。
本实验应用稳态法测量良导体(铜、空气)、不良导体(橡皮样品)的导热系数,学习用物体散热速率求传导速率的实验方法。
二、导热系数的物理意义: 导热系数是表征物质热传导性质的物理量。
导热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1度(K,°C),在1秒内,通过1平方米面积传递的热量,用λ表示,单位为瓦\\\/(米·度),w\\\/(m·k)(W\\\/m·K,此处的K可用℃代替。
导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。
材料结构的变化与所含杂质的不同对材料导热系数数值都有明显的影响,因此材料的导热系数常常需要由实验去具体测定。
三、测λ要满足什么条件,怎样保证这些条件
(1)测θ1、θ2系统要处于稳定态,即这两个温度在10分钟内保持不变,并且θ1大于θ2。
θ1人为控制在3.47——3.53mv(2)测量散热板在θ2附近的冷却速率。
四、测冷却速率时,为什么要在稳态温度θ2附近选值
(1)当散热板处在不同温度时,它的散热速率不同,与本体温度、环境温度有关。
(2)在实验中,当系统处于稳态时,通过待测样品的传热与散热盘向侧面和下面的散热率相同,所以测冷却速率要在稳态温度θ2附近。
总之,通过这次实验,我们收获很大。
不仅掌握了与导热系数有关的许多热学知识,而且由于热学实验升温、降温不好控制,培养了我们严谨的科学态度、细致的观察能力、团结合作的意识。
最后衷心感谢老师的耐心指导
什么叫稳态法测量固体导热系数
测量固体的导热系数有两种方法:稳态法和非稳态法(即瞬态法)。
稳态法就是当待测试样上温度分布达到稳定后,通过测量试样内的温度分布和穿过试样的热流来测出导热系数。
最简单的就是将固体试样制成一块厚度均匀的平板,放在一个绝热的装置里,从试样一侧加热,在另一侧散热,试样四周严格绝热保温。
用一个补偿加热器维持装置内的温度稳定。
试样应该较大,以便能适用一维导热假设。
稳态导热的基本公式为: Q = A * k * dT\\\/dx (1) 其中Q为试样导热速率(W);A为试样正面面积(m2); k为要测定的导热系数(W\\\/m.K);dT为沿着试样厚度方向两个热电偶之间的温差(C);dx为沿着偶读方向两个热电偶之间的距离(m)。
dT\\\/dx称为温度梯度。
这样,待测试样的导热系数为: k = (Q \\\/ A) \\\/ (dT\\\/dx) (2)稳态法通常要求试样质地均匀、干燥(含湿会影响测定精度)、平直、表面光滑。
如果采用电加热,Q就是指电加热装置的瓦数(W)。
但是,用于散热补偿的另一个小加热功率不应算在Q内,因为这一部分热流并未穿过试样正面传导到另一侧。
套管换热器传热系数的测定实验中如何判断实验过程已稳定
当热流体和冷流体的进出口温度都已经稳定不再发生明显变化时,可以认为此时实验过程已稳定。
空气-蒸汽对流给热系数测定实验中冷流体和蒸汽的流向,对传热效果有何影响?
影响对流传热有五方面因素:1.流体流动的起因;2.流体有无相变;3.流体的流动状态;4.换热表面的几何因素;5.流体的物理性质。
强化对流换热应从这五方面着手。
例如,流体的流动状态有层流和湍流两种,在其他条件相同的湍流传热的强度要较层流强烈。
传热的基本方式有以下几种: (1)热传导。
在导热过程中,物体中的分子并不发生相对位移,而是物体中温度较高部分的分子因振动而与相邻的分子碰撞,并将能量的一部分传给后者。
这时,热能就从物体的一部分传至另一部分。
这种传递热量的方法叫做热传导。
(2)对流。
在流体中,由于流体质点的移动,将热能由一处传到另一处的传热叫做对流传热。
在对流传热中,亦伴随着流体质点间的热传导,但是主要原因是由于流体质点位置的变动。
在化工生产中常遇到的对流传热,是将热能由流体传到固体壁面,或者是由固体壁面传人周围流体的过程。
(3)辐射。
辐射是一种以电磁波传播能量的现象。
物体在放热时,热能变为辐射能,以电磁波的形式发射而在空间传播,当遇到另一物体时,则部分地或全部地被吸收,重新又转变为热能。
热传导和对流都是靠质点直接接触传递热量,而辐射传热不需要任何物质做媒介。
物体(固体、液体和某些气体)虽能以辐射的方式传递热量,但是,只有在物体之间温度差很大时,辐射才成为主要的传热方式。
强化传热的途径大致有提高平均温差、改变传热方式、增加传热面积和提高传热系数等四种。
实验准稳态法测比热和导热系数怎样实现稳定导热
准稳态法测量导热系数的计算公式中要求测量出平板状试样厚度方向上两个端面的温度和随时间变化情况。
对于金属材料,其导热系数较大,使得这两个端面温度很难有所区别,采用普通温度传感器进行测量,两个端面的温度相差很小(几乎相同),这会给计算结果带来极大的误差。
所以,准稳态法适合导热系数比较小的材料,才能使得试样两端面的温度有所差别,差别至少5℃以上。



