㈠ 跪求:導熱系數儀自校方法 找不到相關技術參考文獻
目前,國際上通用的做法,是用IUPAC推薦的標樣檢定導熱系數儀的;
比如,對於測量固體的導熱系數儀,可以用有機玻璃、硼硅玻璃、高溫陶瓷和不銹鋼檢定;
對於測量液體的導熱系數儀,可以用甲苯來檢定,因為甲苯有毒,不方便獲取時,也可以用純水(蒸餾水)來檢定;
將你需要檢定的導熱系數儀測量上述標樣獲得的數據,與IUPAC推薦的數據比較,看偏差多少,然後就能確定被檢定儀器的測試精度。
㈡ 金屬導熱系數的測量實驗數據怎麼處理
不良導體的熱導系數每隔三十秒記錄的數據怎麼處理,最好有舉例說明
㈢ 誰能給下固體導熱系數的測量實驗的步驟啊
【實驗目的】
1.用穩態法測定不良導熱體橡膠的熱導率,並與公認值進行比較;
2.初步學慣用熱電偶進行溫度測量。
【實驗原理】
測量熱導率的方法比較多,可以歸並為兩類基本方法:一類是穩態法;另一類為動態法。用穩態法時,先用熱源對測試樣品進行加熱,並在樣品內部形成穩定的溫度分布,然後進行測量;而在動態法中,待測樣品中的溫度分布是隨時間變化的,例如按周期性變化等。本實驗採用穩態法進行測量。
根據傅立葉導熱方程式,在物體內部,取兩個垂直於熱傳導方向、彼此間相距為h、溫度分別為T1和T2(設T1 >T2 )的平行平面,若平面面積均為ΔS,則在Δt時間內通過面積ΔS的熱量ΔQ滿足下述表達式: (13-1)
式中 即為該物質的熱導率,也稱導熱系數。由此可知,熱導率是一個表示物質熱傳導性能的物理量,其數值等於兩相距單位長度的平行平面上、當溫度相差一個單位時、在單位時間內垂直通過單位面積所流過的熱量,其單位為W/mK。材料的結構變化與雜質多寡對熱導率都有明顯的影響;同時,熱導率一般隨溫度而變化,所以,實驗時對材料成份、溫度等都要一並記錄。
我們這里使用的TC-3型熱導率測定儀,就是採用穩態法測量不良導體、金屬、空氣等多種材料熱導率的一體化實驗儀器,由五大部分組成(具體結構如圖13-1所示):
(1)加熱源:電熱管加熱銅板;
(2)測試樣品支架:支架、樣品板,散熱銅板、風扇;
(3)測溫部分:熱電偶,數字式毫伏表,杜瓦瓶;
(4)數字計時裝置:計時范圍166分鍾,解析度0.1秒;
(5)PID自動溫度控制裝置:控制精度 ,解析度 。
在支架上先放上圓銅盤B,在B的上面放上待測樣品C(圓盤形的不良導體),再把帶發熱器的圓銅盤A放在C上。發熱器通電後,熱量從A盤傳到C盤,再傳到B盤,由於A、B盤都是良導體,其溫度即可以代表C盤上、下表面的溫度T1和T2,T1 、T2分別由插入A、B盤邊緣小孔的熱電偶I來測量,熱電偶的冷端則浸在杜瓦瓶G中的冰水混合物中,通過感測器切換開關KI切換A、B盤中的熱電偶II、III與數字電壓表F的連接迴路。由式(13-1)可以知道,單位時間內通過待測樣品C任一圓截面的熱流量 為
(13-2)
式中Rc為樣品的半徑,hc為樣品的厚度。當熱傳導達到穩定狀態時,T1和T2的值不變, 於是通過樣品盤C上表面的熱流量與由散熱銅盤B向周圍環境散熱的速率相等,因此,可通過銅盤B在穩定溫度T2 時的散熱速率來求出熱流量 。實驗中,在讀得穩定時的T1、T2後,即可將C盤移去,而使盤A的底面與銅盤B直接接觸。當盤B的溫度上升到高於穩定時的值T2若干攝氏度或(0.2mV)後,再將圓盤A移開,讓銅盤B自然冷卻。觀察其溫度T2隨時間t變化情況,然後由此求出銅盤B在T2 的冷卻速率 ,而
(mB為紫銅盤B的質量,c為銅材的比熱容),就是紫銅盤B在溫度為T2 時的散熱速率。但要注意:這樣求出的 是紫銅盤的全部表面暴露於空氣中的冷卻速率,其散熱表面積為 (其中RB與hB分別為紫銅盤B的半徑與厚度)。然而,在觀察測試樣品C的穩態傳熱時,B盤的上表面(面積為 )是被樣品覆蓋著的。考慮到物體的冷卻速率與它的表面積成正比,則穩態時銅盤B散熱速率的表達式應作如下修正:
(13-3)
將式(13-3)代入式(13-2),得
(13-4)
【實驗儀器】
TC-3型熱導率測定儀,橡膠樣品, TW-1型物理天平,游標卡尺,冰水,硅油。
使用注意:
(1)使用前將加熱銅板A與散熱銅板B擦乾凈,樣品兩端面擦乾凈後,可塗上少量硅油,以保證接觸良好。
(2)實驗過程中,如需觸及電熱板,應先關閉電源,以免燙傷。
(3)實驗結束後,應切斷電源,妥為放置測量樣品,不要使樣品兩端面劃傷而影響實驗的正確性。
【實驗內容】
在測量熱導率前應先對散熱盤B和待測樣品盤C的直徑、厚度進行測量。
1、用游標卡尺測量待測樣品盤C直徑和厚度,各測1次。
2、用游標卡尺測量散熱盤B的直徑和厚度,各測1次,計算B盤的質量,也可直接用天平稱出B盤的質量。
一、不良導體熱導率的測量
1.把橡膠盤C放入加熱盤A和散熱盤B之間,用三個螺旋頭E夾緊(擰去固定軸H不用)。
2.在杜瓦瓶G中放入冰水混合物,將兩熱電偶I的冷端(兩條黑線)插入杜瓦瓶中,熱電偶的熱端(兩條紅線)分別插入加熱盤A和散熱盤B側面的小孔中,並將其溫差電動勢輸出的插頭分別插到儀器面板的感測器插座II和III上,如圖13-2所示。
注意:
(1)園筒發熱體盤A側面和散熱盤B的側面,都有供安插熱電偶I的小孔,安放發熱盤A時此兩小孔都應與杜瓦瓶在同一側,以免路線錯亂。熱電偶插入小孔時,要抹上一些硅油,並插到洞孔底部,保證接觸良好,熱電偶冷端插入浸於冰水中的細玻璃管內,玻璃管內也要灌入適當的硅油。
(2)本實驗選用銅-康銅熱電偶,溫差100℃時,溫差電動勢約4.2mV。
3.測量穩態時溫度T1和T2的數值。接通電源,打開電扇開關KB(使散熱盤有效、穩定地散熱),將「溫度控制PID」儀表上設置加溫的上限溫度( ),加熱器開關KA打到高熱(Ⅲ)檔,當感測器II的溫度T1約為4mV左右時,再將加熱開關KA置於「Ⅱ」或「Ⅰ」檔,降低加熱電壓。使加熱盤A和散熱盤B逐步達到穩定的溫度分布(約需40分鍾時間)。當達到穩態時,每隔3分鍾記錄VT1和VT2的值。
注意:當達到穩態時,VT1和VT2的數值在10分鍾內的變化小於0.03毫伏,或VT2的數值在10分鍾內不變即可認為已達到穩定狀態,約需40分鍾時間。
說明:對一般熱電偶來說,溫度變化范圍不太大時,其溫差電動勢mV值與待測溫度值的比是一個常數,因此,在用公式(13-4)計算熱導率時,可以直接用溫差電動勢值取代溫度值。
4.測量散熱盤B在溫度穩態值T2附近的散熱速率 。移開圓盤A,取下橡膠盤C,並使圓盤A的底面與銅盤B直接接觸,當盤B的溫度上升到高於穩定態的值T2若干度(0.2mV左右)後,關掉加熱器開關KA(電扇仍處於工作狀態),將A盤移開(注意:此時橡膠盤C不再放上),讓銅盤B自然冷卻,記錄T2共約6~8次,每隔30秒一次(注意:記錄的數據必須保證溫度穩態值T2在其測量范圍以內)。
5.關掉電扇開關KB和電源開關KF。
二、金屬熱導率的測量(選做)
1、將圓柱體金屬鋁棒(廠家提供)置於發熱圓盤與散熱圓盤之間。
2、在杜瓦瓶G中放入冰水混合物,將兩熱電偶I的冷端(兩條黑線)插入杜瓦瓶中,熱電偶的熱端(兩條紅線)分別插入分別插入金屬圓柱體上的上下兩孔中,並將其溫差電動勢輸出的插頭分別插到儀器面板的感測器插座II和III上。
3、當發熱盤與散熱盤達到穩定的溫度分布後,T1、T2值為金屬樣品上下兩個面的溫度,此時散熱盤B的溫度為T2值。因此測量B盤的冷卻速度為:
由此得到熱導率為
4、測量散熱盤B在溫度穩態值T2附近的散熱速率 。移開圓盤A,取下金屬圓柱體C,並使圓盤A的底面與銅盤B直接接觸,當盤B的溫度上升到高於金屬圓柱體上的下表面的穩定態值T2若干度(0.2mV左右)後,關掉加熱器開關KA(電扇仍處於工作狀態),將A盤移開(注意:此時金屬圓柱體C不再放上),讓銅盤B自然冷卻,記錄T2共約6~8次,每隔30秒一次(注意:記錄的數據必須保證溫度穩態值T2在其測量范圍以內)。
三、空氣熱導率的測量(選做)
當測量空氣的熱導率時,通過調節三個螺旋頭,使發熱圓盤與散熱圓盤的距離為h,並用塞尺進行測量(即塞尺的厚度),此距離即為待測空氣層的厚度。注意:由於存在空氣對流,所以此距離不宜過大。
【數據處理】
1.基本數據
銅的比熱容c = 385.06J/(Kg·K)
室溫t = ± ℃,
(1)散熱盤B
直徑2RB = ± mm, 半徑RB = ± mm,
厚度 hB = ± mm, 質量mB= ± g
(2)橡膠盤C
直徑2RC = ± mm, 半徑RC = ± mm,
厚度 hC= ± mm
2.實驗數據
(1)穩態時T1、T2的數據(每隔3分鍾記錄)
i
1
2
3
4
5
平均
T1(mV)
T2(mV)
(2)散熱速率
t(s)
0
30
60
90
120
150
180
(mV/s)
T2(mV)
3.根據實驗結果,計算出不良導熱體的熱導率 。[硅橡膠的熱導率由於材料的特性不同,范圍為0.072W/(m·K)~0.165W/(m·K),本實驗給出的硅橡膠熱導率在285K (12℃)左右時為 =0.165W/(m·K),鋁合金熱導率的理論參考值為130~150 W/(m·K)]求出百分差。
附錄 銅—康銅熱電偶分度表
溫度
(℃)
熱電勢(mV)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0.000
0.039
0.078
0.117
0.156
0.195.
0.234
0.273
0.312
0.351
10
0.391
0.430
0.470
0.510
0.549
0.589
0.629
0.669
0.709
0.749
20
0.789
0.830
0.870
0.911
0.951
0.992
1.032
1.073
1.114
1.155
30
1.196
1.237
1.279
1.320
1.361
1.403
1.444
1.486
1.528
1.569
40
1.611
1.653
1.695
1.738
1.780
1.882
1.865
1.907
1.950
1.992
50
2.035
2.078
2.121
2.164
2.207
2.250
2.294
2.337
2.380
2.424
60
2.467
2.511
2.555
2.599
2.643
2.687
2.731
2.775
2.819
2.864
70
2.908
2.953
2.997
3.042
3.087
30131
3.176
3.221
3.266
2.312
80
3.357
3.402
3.447
3.493
3.538
3.584
3.630
3.676
3.721
3.767
90
3.813
3.859
3.906
3.952
3.998
4.044
4.091
4.137
4.184
4.231
100
4.277
4.324
4.371
4.418
4.465
4.512
4.559
4.607
4.654
4.701
110
4.749
4.796
4.844
4.891
4.939
4.987
5.035
5.083
5.131
5.179
【思考題】
(1)散熱盤下方的軸流式風機起什麼作用?若它不工作時實驗能否進行?
(2)本實驗對環境條件有些什麼要求?室溫對實驗結果有沒有影響?
(3)試定量估計用溫差電動勢代替溫度所帶來的誤差。
(4)分析本實驗的主要誤差。
http://61.153.216.111/ggsyzx/wlsyzx/uploadfile/%B9%CC%CC%E5%C8%C8%B5%BC%C2%CA%B5%C4%B2%E2%C1%BF.htm
這裡面有很詳細的資料
㈣ 多功能快速導熱系數測試儀常用的測試方法有哪些
多功能快速導熱系數測試儀能夠快速測定出高粘流體、液體、固體、膠狀、顆粒、粉末、塗層、薄膜等材料的導熱系數。
常用測試方法:
1.瞬態雙熱線法:主要測量液體導熱系數;
2.瞬態平面熱源法:可測量固體、粉末、塗層、薄膜、各向異性材料等的導熱系數;
3.瞬態探針法(小探針):可測量高粘流體、膠狀、顆粒、粉末等材料導熱系數;
4.瞬態探針法(大探針):可測量高粘流體、液體、膠狀、顆粒、粉末等材料導熱系數。
對應標准:標准集團(香港)有限公司
GB/T 10297-1998、ASTM/D 5334-92、ASTM/D 2717-95、ISO 22007-2008
㈤ 導熱系數測定儀怎麼使用
湘儀儀器有限公司製造的DRH系列導熱系數測定儀(護熱平板法)
一、概述
本儀器基於單向穩定導熱原理,當試樣上、下兩面處於不同的穩定溫度下,測量通過試樣有效傳熱面積的熱流及試樣兩表面間溫差和厚度,計算導熱系數。滿足了材料檢測研究部門對材料導熱系數的高精度測試要求。儀器參考標准:GB/T3392-82《塑料導熱系數試驗方法,護熱平板法》、GB/T3139-2005(纖維增強塑料導熱系數試驗方法)(玻璃鋼導熱系數試驗方法)、GB/T10294-2008(絕熱材料穩態熱阻及有關特性的測定 防護熱板法),國際標准ISO/DIS 8302,也符合GB/T3399-1982(塑料導熱系數試驗方法-護熱平板法)、GB/T10801(隔熱用聚苯乙稀泡沫)以及國家建設部最近公布的《聚氨酯硬泡牆外保溫工程技術導則》(2008)中規定的對聚氨酯硬泡材料導熱系數的測量。
主要測試塑料、玻璃、纖維、建築保溫材料、橡膠、泡沫等有機、無機材料的勻質板狀、膠狀、顆粒、粉狀、液態狀材料的導熱系數。廣泛應用在大中院校,科研單位,質檢部門和生產廠的材料分析檢測。
二、主要技術性能
1、應用范圍
本儀器適用於測定乾燥或不同含濕狀況下勻質板狀、膠狀、液態狀材料的導熱系數。導熱系數范圍: 0.010--3W/m.K
2、儀器提供了對實驗溫度實現可控狀態下的測試,並可達到最高溫度350度。
3、儀器實現數字化測溫,精度優於0.2級。
4、電源:220V 50HZ
5、測量結果准確度:2%
6、計量加熱功率: 35W+1%
7、可連接上位機實際計算機自動測試,並實現數據列印輸出。
8、試樣尺寸:
100*100*(5-70)mm ,
200*200*(5-70)mm ,
㈥ 為什麼可以把平均導熱系數代入到傅里葉定律,這樣計算正確嗎
嚴格來說應該是不正確的;
導熱系數的概念,是針對純質或均勻的非純質而言的,對於均勻的物質,熱量傳遞過程才能近似為一維導熱,傅里葉定律才適用;
而平均導熱系數,一般是針對非均質而言的,比如多層、多孔、多結構,這種情況下測量得到的結果,一般當做平均導熱系數、當量導熱系數、等效導熱系數等等;但是實際在這種非均質材料中,傳熱過程是復雜的,是會各向異性的(因為不同方向的傳熱能力是不同的);但是在實際應用中,假設邊界漏熱恆定可控,在長時間穩定之後,也近似認為熱量都沿著垂直方向一維傳熱了。
㈦ 快速導熱系數測定儀的使用說明
1)把欲測量的樣品板,事先就擺放在 探頭的旁邊,使樣品和探頭達到相同的溫度
2)進行設定測量樣品熱傳導率的加熱器之適合電流值
3)把探頭放在被測樣品的上面,屏幕畫面的左上方會顯示「Meas.OK」的信息,並且畫面的左下方顯示了 「QUICK 或 FINE」的信息時,請按下 Start 鍵。
4)屏幕變為別的畫面,儀器開始進行測量的運作。經過 60 秒後,儀器就會發出電子音,並顯示 測量結果的熱傳導率在畫面上。
5) 測量過程中,畫面會顯示被測樣品的溫度上升曲線(5~25℃以內,測量中的畫面用 dT 來顯示),若該 溫度上升曲線沒有出現不規則的彎曲散亂時,就表示正常被測量了,請讀取畫面的熱傳導率值。
㈧ 各種物質的導熱系數准確測量方法
導熱系數的測量方法很多,根據不同的測量對象和測量范圍有各種適用的方法。從傳熱機理上分,包括穩態法和非穩態法;穩態法包括平板法、護板法、熱流計法等;非穩態法又稱為瞬態法,包括熱線法、熱盤法、激光法等。根據試樣的形狀又可以分為平板法、圓柱體法、圓球法、熱線法等。還有直接法和簡介法的分類,如激光法是先獲得熱擴散率,然後根據給定的密度和比容計算得到導熱系數,而熱線法和平板法是直接獲得導熱系數。
原則上來講,穩態法是一種基準方法,最開始是用於檢測其他方法精度的依據。但是實際上,穩態法能准確測量的影響因素太多,而且操作不方便,需要操作人員具有比較強的專業知識,所以現在連國外基本都不用穩態法了,改而研究瞬態法。國內市場上現有的儀器恐怕多少都會有些技術上的問題是沒有解決的,所以精度和穩定性方面還會有些問題。
現在研究較多的是瞬態熱線法,因為理論上來講,熱線法是固體、液體、氣體的導熱系數都是可以測量的,是現在國際導熱系數研究領域內公認的最好的測試方法。但是真正能把熱線法做好也是很不容易的,需要特別專業的科研人員花很長時間研究,如果只是照著一些國內或國際標准做出來的儀器,也是會有很多問題的。
不同的測試方法都是有其適用范圍的,比如激光法適合1000度以上的固體,平板法適合於具有較低導熱系數的保溫材料,而液體的導熱系數測量要想測量准確更是不容易的,因為液體更容易發生自然對流,需要在很快的時間內獲得導熱系數,避免自然對流的影響。
檢驗儀器實際測試精度的標准物質國際上都是有規定的,比如固體的有硼硅玻璃(Pyrex 7740)和不銹鋼(304L),液體的有飽和液相甲苯。拿到一台儀器後,你可以先用這些標准物質檢測一下,這些標准物質的數據都是可以查到的,然後就能知道儀器的精度是不是他宣稱的那樣了。
如果你需要測試流體導熱系數,建議你找一下西安交通大學熱與流體中心的熱物性課題組,他們是專門研究流體導熱系數測量的,而且技術很被國外學者認可,在導熱系數研究領域是很專業的。
㈨ 導熱系數選擇什麼儀器怎麼測試
導熱系數測量根據同測量象測量范圍各種適用傳熱機理包括穩態非穩態;穩態包括平板、護板、熱流計等;非穩態稱瞬態包括熱線、熱盤、激光等根據試形狀平板、圓柱體、圓球、熱線等直接簡介類激光先獲熱擴散率根據給定密度比容計算導熱系數熱線平板直接獲導熱系數 原則講穩態種基準始用於檢測其精度依據實際穩態能准確測量影響素太且操作便需要操作員具比較強專業知識所現連外基本都用穩態改研究瞬態內市場現儀器恐怕少都些技術問題沒解決所精度穩定性面些問題 現研究較瞬態熱線理論講熱線固體、液體、氣體導熱系數都測量現際導熱系數研究領域內公認測試真能熱線做容易需要特別專業科研員花間研究照著些內或際標准做儀器問題 同測試都其適用范圍比激光適合1000度固體平板適合於具較低導熱系數保溫材料液體導熱系數測量要想測量准確更容易液體更容易發自流需要快間內獲導熱系數避免自流影響 檢驗儀器實際測試精度標准物質際都規定比固體硼硅玻璃(Pyrex 7740)銹鋼(304L)液體飽液相甲苯拿台儀器先用些標准物質檢測些標准物質數據都查能知道儀器精度宣
㈩ 雙平板導熱系數儀怎麼操作
1.將10個合格的試樣放入樣品筐內,並置於爐膛中。
2. 連接好電源線、熱電阻和接地線。
3.連接好進水管、出水管及循環水管。
4. 給恆溫水槽中注入水。
5. 打開電源開關,指示燈亮,將爐溫給定值及水溫給定值調至需要位置(在水溫控制中,下限控制壓縮機、上限控制加熱器,上限設定溫度≤下限設定溫度)。
6. 打開攪拌開關,指示燈亮,攪拌機工作。
7. 根據需要選擇"單冷","單熱"或"冷熱"。
a:"單冷"即儀器只啟動製冷設備,超過給定溫度時,自動製冷至給定溫度後自動停止。
b:"單熱"即儀器只啟動加熱設備,低於給定溫度時自動加熱至給定溫度後自動停止。
c:"冷熱"即當水溫超過給定溫度,儀器自動製冷,當水溫低於給定溫度,儀器自動加熱,保證水溫在所需溫度處。
8. 接好線路並檢查一遍,接通電源以2℃/分的速度升溫。
9. 當溫度達到測量溫度時,保溫15分鍾(使試樣內外溫度一致)後,撥動手柄,使樣品筐迅速墜入冰水中,冷卻5分鍾。如沒有冰水,試樣墜入冷水中。每墜入一次試樣,就要更換一次水,目的使水溫保持不變。
10. 從水中取出試樣,擦乾凈,不上釉和上白釉試樣放在品紅酒精溶液中,檢查裂紋。上棕色釉試樣放在薄薄一層氧化鋁細粉的盤內,來回滾動幾次或手拿著試樣在氧化鋁粉上擦幾次,檢查是否開裂(如開裂,表面有一條白色裂紋),並詳細記錄。將沒有開裂的試樣放入爐內,加熱到下次規定的溫度(每次間隔20℃),重復試驗至十個試樣全部開裂為止。
11. 在實驗過程中,注意室內溫度和水穩的變化,做好記錄。