㈠ 跪求:导热系数仪自校方法 找不到相关技术参考文献
目前,国际上通用的做法,是用IUPAC推荐的标样检定导热系数仪的;
比如,对于测量固体的导热系数仪,可以用有机玻璃、硼硅玻璃、高温陶瓷和不锈钢检定;
对于测量液体的导热系数仪,可以用甲苯来检定,因为甲苯有毒,不方便获取时,也可以用纯水(蒸馏水)来检定;
将你需要检定的导热系数仪测量上述标样获得的数据,与IUPAC推荐的数据比较,看偏差多少,然后就能确定被检定仪器的测试精度。
㈡ 金属导热系数的测量实验数据怎么处理
不良导体的热导系数每隔三十秒记录的数据怎么处理,最好有举例说明
㈢ 谁能给下固体导热系数的测量实验的步骤啊
【实验目的】
1.用稳态法测定不良导热体橡胶的热导率,并与公认值进行比较;
2.初步学习用热电偶进行温度测量。
【实验原理】
测量热导率的方法比较多,可以归并为两类基本方法:一类是稳态法;另一类为动态法。用稳态法时,先用热源对测试样品进行加热,并在样品内部形成稳定的温度分布,然后进行测量;而在动态法中,待测样品中的温度分布是随时间变化的,例如按周期性变化等。本实验采用稳态法进行测量。
根据傅立叶导热方程式,在物体内部,取两个垂直于热传导方向、彼此间相距为h、温度分别为T1和T2(设T1 >T2 )的平行平面,若平面面积均为ΔS,则在Δt时间内通过面积ΔS的热量ΔQ满足下述表达式: (13-1)
式中 即为该物质的热导率,也称导热系数。由此可知,热导率是一个表示物质热传导性能的物理量,其数值等于两相距单位长度的平行平面上、当温度相差一个单位时、在单位时间内垂直通过单位面积所流过的热量,其单位为W/mK。材料的结构变化与杂质多寡对热导率都有明显的影响;同时,热导率一般随温度而变化,所以,实验时对材料成份、温度等都要一并记录。
我们这里使用的TC-3型热导率测定仪,就是采用稳态法测量不良导体、金属、空气等多种材料热导率的一体化实验仪器,由五大部分组成(具体结构如图13-1所示):
(1)加热源:电热管加热铜板;
(2)测试样品支架:支架、样品板,散热铜板、风扇;
(3)测温部分:热电偶,数字式毫伏表,杜瓦瓶;
(4)数字计时装置:计时范围166分钟,分辨率0.1秒;
(5)PID自动温度控制装置:控制精度 ,分辨率 。
在支架上先放上圆铜盘B,在B的上面放上待测样品C(圆盘形的不良导体),再把带发热器的圆铜盘A放在C上。发热器通电后,热量从A盘传到C盘,再传到B盘,由于A、B盘都是良导体,其温度即可以代表C盘上、下表面的温度T1和T2,T1 、T2分别由插入A、B盘边缘小孔的热电偶I来测量,热电偶的冷端则浸在杜瓦瓶G中的冰水混合物中,通过传感器切换开关KI切换A、B盘中的热电偶II、III与数字电压表F的连接回路。由式(13-1)可以知道,单位时间内通过待测样品C任一圆截面的热流量 为
(13-2)
式中Rc为样品的半径,hc为样品的厚度。当热传导达到稳定状态时,T1和T2的值不变, 于是通过样品盘C上表面的热流量与由散热铜盘B向周围环境散热的速率相等,因此,可通过铜盘B在稳定温度T2 时的散热速率来求出热流量 。实验中,在读得稳定时的T1、T2后,即可将C盘移去,而使盘A的底面与铜盘B直接接触。当盘B的温度上升到高于稳定时的值T2若干摄氏度或(0.2mV)后,再将圆盘A移开,让铜盘B自然冷却。观察其温度T2随时间t变化情况,然后由此求出铜盘B在T2 的冷却速率 ,而
(mB为紫铜盘B的质量,c为铜材的比热容),就是紫铜盘B在温度为T2 时的散热速率。但要注意:这样求出的 是紫铜盘的全部表面暴露于空气中的冷却速率,其散热表面积为 (其中RB与hB分别为紫铜盘B的半径与厚度)。然而,在观察测试样品C的稳态传热时,B盘的上表面(面积为 )是被样品覆盖着的。考虑到物体的冷却速率与它的表面积成正比,则稳态时铜盘B散热速率的表达式应作如下修正:
(13-3)
将式(13-3)代入式(13-2),得
(13-4)
【实验仪器】
TC-3型热导率测定仪,橡胶样品, TW-1型物理天平,游标卡尺,冰水,硅油。
使用注意:
(1)使用前将加热铜板A与散热铜板B擦干净,样品两端面擦干净后,可涂上少量硅油,以保证接触良好。
(2)实验过程中,如需触及电热板,应先关闭电源,以免烫伤。
(3)实验结束后,应切断电源,妥为放置测量样品,不要使样品两端面划伤而影响实验的正确性。
【实验内容】
在测量热导率前应先对散热盘B和待测样品盘C的直径、厚度进行测量。
1、用游标卡尺测量待测样品盘C直径和厚度,各测1次。
2、用游标卡尺测量散热盘B的直径和厚度,各测1次,计算B盘的质量,也可直接用天平称出B盘的质量。
一、不良导体热导率的测量
1.把橡胶盘C放入加热盘A和散热盘B之间,用三个螺旋头E夹紧(拧去固定轴H不用)。
2.在杜瓦瓶G中放入冰水混合物,将两热电偶I的冷端(两条黑线)插入杜瓦瓶中,热电偶的热端(两条红线)分别插入加热盘A和散热盘B侧面的小孔中,并将其温差电动势输出的插头分别插到仪器面板的传感器插座II和III上,如图13-2所示。
注意:
(1)园筒发热体盘A侧面和散热盘B的侧面,都有供安插热电偶I的小孔,安放发热盘A时此两小孔都应与杜瓦瓶在同一侧,以免路线错乱。热电偶插入小孔时,要抹上一些硅油,并插到洞孔底部,保证接触良好,热电偶冷端插入浸于冰水中的细玻璃管内,玻璃管内也要灌入适当的硅油。
(2)本实验选用铜-康铜热电偶,温差100℃时,温差电动势约4.2mV。
3.测量稳态时温度T1和T2的数值。接通电源,打开电扇开关KB(使散热盘有效、稳定地散热),将“温度控制PID”仪表上设置加温的上限温度( ),加热器开关KA打到高热(Ⅲ)档,当传感器II的温度T1约为4mV左右时,再将加热开关KA置于“Ⅱ”或“Ⅰ”档,降低加热电压。使加热盘A和散热盘B逐步达到稳定的温度分布(约需40分钟时间)。当达到稳态时,每隔3分钟记录VT1和VT2的值。
注意:当达到稳态时,VT1和VT2的数值在10分钟内的变化小于0.03毫伏,或VT2的数值在10分钟内不变即可认为已达到稳定状态,约需40分钟时间。
说明:对一般热电偶来说,温度变化范围不太大时,其温差电动势mV值与待测温度值的比是一个常数,因此,在用公式(13-4)计算热导率时,可以直接用温差电动势值取代温度值。
4.测量散热盘B在温度稳态值T2附近的散热速率 。移开圆盘A,取下橡胶盘C,并使圆盘A的底面与铜盘B直接接触,当盘B的温度上升到高于稳定态的值T2若干度(0.2mV左右)后,关掉加热器开关KA(电扇仍处于工作状态),将A盘移开(注意:此时橡胶盘C不再放上),让铜盘B自然冷却,记录T2共约6~8次,每隔30秒一次(注意:记录的数据必须保证温度稳态值T2在其测量范围以内)。
5.关掉电扇开关KB和电源开关KF。
二、金属热导率的测量(选做)
1、将圆柱体金属铝棒(厂家提供)置于发热圆盘与散热圆盘之间。
2、在杜瓦瓶G中放入冰水混合物,将两热电偶I的冷端(两条黑线)插入杜瓦瓶中,热电偶的热端(两条红线)分别插入分别插入金属圆柱体上的上下两孔中,并将其温差电动势输出的插头分别插到仪器面板的传感器插座II和III上。
3、当发热盘与散热盘达到稳定的温度分布后,T1、T2值为金属样品上下两个面的温度,此时散热盘B的温度为T2值。因此测量B盘的冷却速度为:
由此得到热导率为
4、测量散热盘B在温度稳态值T2附近的散热速率 。移开圆盘A,取下金属圆柱体C,并使圆盘A的底面与铜盘B直接接触,当盘B的温度上升到高于金属圆柱体上的下表面的稳定态值T2若干度(0.2mV左右)后,关掉加热器开关KA(电扇仍处于工作状态),将A盘移开(注意:此时金属圆柱体C不再放上),让铜盘B自然冷却,记录T2共约6~8次,每隔30秒一次(注意:记录的数据必须保证温度稳态值T2在其测量范围以内)。
三、空气热导率的测量(选做)
当测量空气的热导率时,通过调节三个螺旋头,使发热圆盘与散热圆盘的距离为h,并用塞尺进行测量(即塞尺的厚度),此距离即为待测空气层的厚度。注意:由于存在空气对流,所以此距离不宜过大。
【数据处理】
1.基本数据
铜的比热容c = 385.06J/(Kg·K)
室温t = ± ℃,
(1)散热盘B
直径2RB = ± mm, 半径RB = ± mm,
厚度 hB = ± mm, 质量mB= ± g
(2)橡胶盘C
直径2RC = ± mm, 半径RC = ± mm,
厚度 hC= ± mm
2.实验数据
(1)稳态时T1、T2的数据(每隔3分钟记录)
i
1
2
3
4
5
平均
T1(mV)
T2(mV)
(2)散热速率
t(s)
0
30
60
90
120
150
180
(mV/s)
T2(mV)
3.根据实验结果,计算出不良导热体的热导率 。[硅橡胶的热导率由于材料的特性不同,范围为0.072W/(m·K)~0.165W/(m·K),本实验给出的硅橡胶热导率在285K (12℃)左右时为 =0.165W/(m·K),铝合金热导率的理论参考值为130~150 W/(m·K)]求出百分差。
附录 铜—康铜热电偶分度表
温度
(℃)
热电势(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
【思考题】
(1)散热盘下方的轴流式风机起什么作用?若它不工作时实验能否进行?
(2)本实验对环境条件有些什么要求?室温对实验结果有没有影响?
(3)试定量估计用温差电动势代替温度所带来的误差。
(4)分析本实验的主要误差。
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
这里面有很详细的资料
㈣ 多功能快速导热系数测试仪常用的测试方法有哪些
多功能快速导热系数测试仪能够快速测定出高粘流体、液体、固体、胶状、颗粒、粉末、涂层、薄膜等材料的导热系数。
常用测试方法:
1.瞬态双热线法:主要测量液体导热系数;
2.瞬态平面热源法:可测量固体、粉末、涂层、薄膜、各向异性材料等的导热系数;
3.瞬态探针法(小探针):可测量高粘流体、胶状、颗粒、粉末等材料导热系数;
4.瞬态探针法(大探针):可测量高粘流体、液体、胶状、颗粒、粉末等材料导热系数。
对应标准:标准集团(香港)有限公司
GB/T 10297-1998、ASTM/D 5334-92、ASTM/D 2717-95、ISO 22007-2008
㈤ 导热系数测定仪怎么使用
湘仪仪器有限公司制造的DRH系列导热系数测定仪(护热平板法)
一、概述
本仪器基于单向稳定导热原理,当试样上、下两面处于不同的稳定温度下,测量通过试样有效传热面积的热流及试样两表面间温差和厚度,计算导热系数。满足了材料检测研究部门对材料导热系数的高精度测试要求。仪器参考标准:GB/T3392-82《塑料导热系数试验方法,护热平板法》、GB/T3139-2005(纤维增强塑料导热系数试验方法)(玻璃钢导热系数试验方法)、GB/T10294-2008(绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法),国际标准ISO/DIS 8302,也符合GB/T3399-1982(塑料导热系数试验方法-护热平板法)、GB/T10801(隔热用聚苯乙稀泡沫)以及国家建设部最近公布的《聚氨酯硬泡墙外保温工程技术导则》(2008)中规定的对聚氨酯硬泡材料导热系数的测量。
主要测试塑料、玻璃、纤维、建筑保温材料、橡胶、泡沫等有机、无机材料的匀质板状、胶状、颗粒、粉状、液态状材料的导热系数。广泛应用在大中院校,科研单位,质检部门和生产厂的材料分析检测。
二、主要技术性能
1、应用范围
本仪器适用于测定干燥或不同含湿状况下匀质板状、胶状、液态状材料的导热系数。导热系数范围: 0.010--3W/m.K
2、仪器提供了对实验温度实现可控状态下的测试,并可达到最高温度350度。
3、仪器实现数字化测温,精度优于0.2级。
4、电源:220V 50HZ
5、测量结果准确度:2%
6、计量加热功率: 35W+1%
7、可连接上位机实际计算机自动测试,并实现数据打印输出。
8、试样尺寸:
100*100*(5-70)mm ,
200*200*(5-70)mm ,
㈥ 为什么可以把平均导热系数代入到傅里叶定律,这样计算正确吗
严格来说应该是不正确的;
导热系数的概念,是针对纯质或均匀的非纯质而言的,对于均匀的物质,热量传递过程才能近似为一维导热,傅里叶定律才适用;
而平均导热系数,一般是针对非均质而言的,比如多层、多孔、多结构,这种情况下测量得到的结果,一般当做平均导热系数、当量导热系数、等效导热系数等等;但是实际在这种非均质材料中,传热过程是复杂的,是会各向异性的(因为不同方向的传热能力是不同的);但是在实际应用中,假设边界漏热恒定可控,在长时间稳定之后,也近似认为热量都沿着垂直方向一维传热了。
㈦ 快速导热系数测定仪的使用说明
1)把欲测量的样品板,事先就摆放在 探头的旁边,使样品和探头达到相同的温度
2)进行设定测量样品热传导率的加热器之适合电流值
3)把探头放在被测样品的上面,屏幕画面的左上方会显示“Meas.OK”的信息,并且画面的左下方显示了 “QUICK 或 FINE”的信息时,请按下 Start 键。
4)屏幕变为别的画面,仪器开始进行测量的运作。经过 60 秒后,仪器就会发出电子音,并显示 测量结果的热传导率在画面上。
5) 测量过程中,画面会显示被测样品的温度上升曲线(5~25℃以内,测量中的画面用 dT 来显示),若该 温度上升曲线没有出现不规则的弯曲散乱时,就表示正常被测量了,请读取画面的热传导率值。
㈧ 各种物质的导热系数准确测量方法
导热系数的测量方法很多,根据不同的测量对象和测量范围有各种适用的方法。从传热机理上分,包括稳态法和非稳态法;稳态法包括平板法、护板法、热流计法等;非稳态法又称为瞬态法,包括热线法、热盘法、激光法等。根据试样的形状又可以分为平板法、圆柱体法、圆球法、热线法等。还有直接法和简介法的分类,如激光法是先获得热扩散率,然后根据给定的密度和比容计算得到导热系数,而热线法和平板法是直接获得导热系数。
原则上来讲,稳态法是一种基准方法,最开始是用于检测其他方法精度的依据。但是实际上,稳态法能准确测量的影响因素太多,而且操作不方便,需要操作人员具有比较强的专业知识,所以现在连国外基本都不用稳态法了,改而研究瞬态法。国内市场上现有的仪器恐怕多少都会有些技术上的问题是没有解决的,所以精度和稳定性方面还会有些问题。
现在研究较多的是瞬态热线法,因为理论上来讲,热线法是固体、液体、气体的导热系数都是可以测量的,是现在国际导热系数研究领域内公认的最好的测试方法。但是真正能把热线法做好也是很不容易的,需要特别专业的科研人员花很长时间研究,如果只是照着一些国内或国际标准做出来的仪器,也是会有很多问题的。
不同的测试方法都是有其适用范围的,比如激光法适合1000度以上的固体,平板法适合于具有较低导热系数的保温材料,而液体的导热系数测量要想测量准确更是不容易的,因为液体更容易发生自然对流,需要在很快的时间内获得导热系数,避免自然对流的影响。
检验仪器实际测试精度的标准物质国际上都是有规定的,比如固体的有硼硅玻璃(Pyrex 7740)和不锈钢(304L),液体的有饱和液相甲苯。拿到一台仪器后,你可以先用这些标准物质检测一下,这些标准物质的数据都是可以查到的,然后就能知道仪器的精度是不是他宣称的那样了。
如果你需要测试流体导热系数,建议你找一下西安交通大学热与流体中心的热物性课题组,他们是专门研究流体导热系数测量的,而且技术很被国外学者认可,在导热系数研究领域是很专业的。
㈨ 导热系数选择什么仪器怎么测试
导热系数测量根据同测量象测量范围各种适用传热机理包括稳态非稳态;稳态包括平板、护板、热流计等;非稳态称瞬态包括热线、热盘、激光等根据试形状平板、圆柱体、圆球、热线等直接简介类激光先获热扩散率根据给定密度比容计算导热系数热线平板直接获导热系数 原则讲稳态种基准始用于检测其精度依据实际稳态能准确测量影响素太且操作便需要操作员具比较强专业知识所现连外基本都用稳态改研究瞬态内市场现仪器恐怕少都些技术问题没解决所精度稳定性面些问题 现研究较瞬态热线理论讲热线固体、液体、气体导热系数都测量现际导热系数研究领域内公认测试真能热线做容易需要特别专业科研员花间研究照着些内或际标准做仪器问题 同测试都其适用范围比激光适合1000度固体平板适合于具较低导热系数保温材料液体导热系数测量要想测量准确更容易液体更容易发自流需要快间内获导热系数避免自流影响 检验仪器实际测试精度标准物质际都规定比固体硼硅玻璃(Pyrex 7740)锈钢(304L)液体饱液相甲苯拿台仪器先用些标准物质检测些标准物质数据都查能知道仪器精度宣
㈩ 双平板导热系数仪怎么操作
1.将10个合格的试样放入样品筐内,并置于炉膛中。
2. 连接好电源线、热电阻和接地线。
3.连接好进水管、出水管及循环水管。
4. 给恒温水槽中注入水。
5. 打开电源开关,指示灯亮,将炉温给定值及水温给定值调至需要位置(在水温控制中,下限控制压缩机、上限控制加热器,上限设定温度≤下限设定温度)。
6. 打开搅拌开关,指示灯亮,搅拌机工作。
7. 根据需要选择"单冷","单热"或"冷热"。
a:"单冷"即仪器只启动制冷设备,超过给定温度时,自动制冷至给定温度后自动停止。
b:"单热"即仪器只启动加热设备,低于给定温度时自动加热至给定温度后自动停止。
c:"冷热"即当水温超过给定温度,仪器自动制冷,当水温低于给定温度,仪器自动加热,保证水温在所需温度处。
8. 接好线路并检查一遍,接通电源以2℃/分的速度升温。
9. 当温度达到测量温度时,保温15分钟(使试样内外温度一致)后,拨动手柄,使样品筐迅速坠入冰水中,冷却5分钟。如没有冰水,试样坠入冷水中。每坠入一次试样,就要更换一次水,目的使水温保持不变。
10. 从水中取出试样,擦干净,不上釉和上白釉试样放在品红酒精溶液中,检查裂纹。上棕色釉试样放在薄薄一层氧化铝细粉的盘内,来回滚动几次或手拿着试样在氧化铝粉上擦几次,检查是否开裂(如开裂,表面有一条白色裂纹),并详细记录。将没有开裂的试样放入炉内,加热到下次规定的温度(每次间隔20℃),重复试验至十个试样全部开裂为止。
11. 在实验过程中,注意室内温度和水稳的变化,做好记录。