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材料導(dǎo)熱系數(shù)測定方法
材料導(dǎo)熱系數(shù)測定方法：
在現(xiàn)代建筑物中，為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，節(jié)約能源，需要大量具有隔熱、保溫等功能的無機(jī)非金屬材料，這些材料具有一系列的熱物理特性。為了合理地使用與選擇有關(guān)的功能材料，需要用其熱物理特性進(jìn)行熱工計(jì)算。所以，了解和測定材料的熱物理特性是十分重要的。
導(dǎo)熱系數(shù)測定儀試驗(yàn)?zāi)康?
1. 加深對(duì)非穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱過程基本理論的理解。
2．學(xué)習(xí)非穩(wěn)態(tài)法快速測量隔熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)和比熱的方法。
3．掌握使用熱電偶測量溫差的方法。
本實(shí)驗(yàn)采用熱脈沖法。在實(shí)驗(yàn)中對(duì)試樣進(jìn)行短時(shí)間加熱，使實(shí)驗(yàn)材料的溫度發(fā)生變化，根據(jù)其變化的特點(diǎn)，通過解導(dǎo)熱微分方程的，就可求試驗(yàn)材料的導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)和比熱。
根據(jù)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱原理，對(duì)于無限大的物體，其一維非穩(wěn)定導(dǎo)熱微分方程是
假定初始時(shí)間τ = 0 時(shí)，溫度t = t 0 = 常數(shù)。引入過余溫度θ之后，，上式可改寫為
可以驗(yàn)證一維不穩(wěn)定導(dǎo)熱微分方程的一個(gè)特解為
在熱脈沖加熱時(shí)間 0～τ之間的任一時(shí)刻τ ' ， 實(shí)驗(yàn)材料的溫度升高為
在加熱停止后的某一時(shí)刻 τ 2 ，在熱源面（x = 0）上的溫度升高為
實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備
1 ．導(dǎo)熱率測定儀
2 ．游標(biāo)卡尺
3 ．天平
導(dǎo)熱系數(shù)測定儀實(shí)驗(yàn)過程
1．準(zhǔn)備質(zhì)量均勻、平整的兩塊厚試樣和一塊薄試樣。
2．用卡尺測定試件的外形尺寸，并計(jì)算試樣的容重
3 ．接通電源，調(diào)節(jié)加熱電壓至規(guī)定值，打開儀器 6V 電源開關(guān)，預(yù)熱 20 分鐘。
4 ．光點(diǎn)檢流計(jì)零位校正。
5 ．根據(jù)室溫校正 UJ-31 型電位差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)工作電壓。電位差計(jì)轉(zhuǎn)換開關(guān)放在標(biāo)準(zhǔn)位置，調(diào)整電位差計(jì)的工作電流。
6 ．將試樣放在樣品架上。在薄試件的下部放上加熱板及下部熱電偶；在薄試件的上部中心位置放上部熱電偶，熱電偶的冷端放在冰瓶內(nèi)。
7． 電位差計(jì)轉(zhuǎn)換開關(guān)放在未知1，測出試件的上、下部的初始溫度 。
8 ．打開加熱開關(guān)開始加熱，同時(shí)用秒表計(jì)時(shí)。當(dāng)上部熱電偶溫度上升兩度時(shí)，關(guān)閉加熱電源，得到上部的過余溫度及加熱時(shí)間。
9 ．過 4 ～ 5 分鐘測出下部熱電偶的熱電勢(shì)，得到下部的過余溫度及時(shí)間。
10 ．電位差計(jì)轉(zhuǎn)換開關(guān)放在未知 2 ，打開加熱開關(guān)測出加熱電流。
11 ．實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉電源，整理儀器設(shè)備。
導(dǎo)熱系數(shù)測定儀數(shù)據(jù)處理
1．?dāng)?shù)據(jù)記錄
材料名稱 礦渣棉 編號(hào)
試件的平均厚度x =0.029 m
試件容重 γ=150 kg/m3
加熱器面積 s=0.039 m2
加熱器電阻 R=45.78 Ω
2 ．計(jì)算結(jié)果
根據(jù)測量結(jié)果，用（ 44-20）式計(jì)算出B（y）的值，從表 44- 4中查出y 2的值。
然后用（ 44-19）計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù) λ 。用（ 44-21）式計(jì)算導(dǎo)溫系數(shù) α。 用（ 44-22）式計(jì)算比熱C 。
1 ．試樣需要 200 × 200 的厚試件兩塊，薄試件一塊。要求同質(zhì)、平整、厚薄均勻，與加熱板之間貼合緊密，以保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確。
2 ．該儀器采用 UJ31 型電位差計(jì)測量試樣冷、熱面的溫度。 UJ31 型電位差計(jì)使用前必須根據(jù)室溫修正儀器的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓、工作電流，否則影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
3 ．測量試樣冷、熱面的初始溫度必須大于 0.004mv ，否則不能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槌跏紲囟日`差太大將使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。