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穩(wěn)態(tài)平板法測定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)測定

一、實驗?zāi)康?.鞏固和深化穩(wěn)定導(dǎo)熱過程的基本理論,學(xué)習(xí)用平板法測定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)的實驗方法和技能。

2.測定試驗材料的導(dǎo)熱系數(shù)。3.確定試驗材料導(dǎo)熱系數(shù)與溫度的關(guān)系。二、實驗原理導(dǎo)熱系數(shù)還會隨著溫度、壓力、濕度、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和重度等因素而變異。各種材料的導(dǎo)熱系數(shù)都用實驗方法來測定,穩(wěn)態(tài)平板法是一種應(yīng)用一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的基本原理來測定材料導(dǎo)熱系數(shù)的方法,可以用來進行導(dǎo)熱系數(shù)的測定實驗,測定材料的導(dǎo)熱系數(shù)及其和溫度的關(guān)系。穩(wěn)態(tài)平板法測定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)測定

實驗設(shè)備是根據(jù)在一維穩(wěn)態(tài)情況下通過平板的導(dǎo)熱量Q和平板兩面的溫差△t成正比,和平板的厚度δ成反比,以及和導(dǎo)熱系數(shù)λ成正比的關(guān)系來設(shè)計的。我們知道,通過薄壁平板(壁厚小于十分之一壁長和壁寬)的穩(wěn)定導(dǎo)熱量為:Q=[W]穩(wěn)態(tài)平板法測定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)測定

三、實驗裝置及測量儀表穩(wěn)態(tài)平板法測定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)測定

被試驗材料做成二塊方形薄壁平板試件,面積為300×300[mm2],實際導(dǎo)熱計算面積F為200×200[mm2],板的厚度為δ[mm]。平板試件分別被夾緊在加熱器的上下熱面和上下水套的冷面之間。加熱器的上下面和水套與試件的接觸面都設(shè)有銅板試驗臺主要參數(shù)1.試驗材料2.試件外型尺寸:300×300mm23.導(dǎo)熱計算面積F:200×200mm2(即主加熱器的面積)4.試件厚度δ:(實測)15mm5.主加熱器電阻值:100Ω6.輔加熱器(每個)電阻值:Ω7.熱電偶材料:鎳鉻一鎳硅8.試件最高加熱溫度:≤80℃四、實驗方法和步驟1.將兩個平板試件仔細(xì)地安裝在加熱器的上下面,試件表面應(yīng)與銅板嚴(yán)密接觸,不應(yīng)有空隙存在。在試件、加熱器和水套等安裝入位后.應(yīng)在上面加壓一定的重物,以使它們都能緊密接觸。

2.聯(lián)接和仔細(xì)檢查各接線電路。將主加熱器的兩個接線端用導(dǎo)線接至主加熱器電源;而四個輔助加熱器聯(lián)成串聯(lián)電路(實驗臺上已聯(lián)接好)。將主熱電偶之一t2(或t1)接到跟蹤控制器面板上中間的主熱電偶接線柱上,而將輔熱電偶之一t5(或t6)接到跟蹤控制器上的相應(yīng)接線柱上。把水套冷面熱電偶t3(或t4)接到跟蹤控制器上的相應(yīng)接線柱上。

3.檢查冷卻水水泵及其通路能否正常工作,各熱電偶是否正常完好。

四、實驗方法和步驟4.接通加熱器電源,并調(diào)節(jié)到合適的電壓,開始加溫,通過調(diào)節(jié)輔助加熱器的電壓使主加熱器以外的四周(輔熱電偶的溫度)保持與中間主加熱器的溫度相一致。在加溫過程中,可通過各測溫點的測量來控制和了解加熱情況。開始時,可先不啟動冷水泵,待試件的熱面溫度達到一定水平后,再啟動水泵(或接通自來水),向上下水套通入冷卻水。試驗經(jīng)過一段時間后,試件的熱面溫度和冷面溫度開始趨于穩(wěn)定。在這過程中可以適當(dāng)調(diào)節(jié)主加熱器電源、輔加熱器電源的電壓,使其更快或更利于達到穩(wěn)定狀態(tài)。待溫度基本穩(wěn)定后,就可以每隔一段時間進行一次電壓V讀數(shù)記錄和溫度測量,從而得到穩(wěn)定的測試結(jié)果。四、實驗方法和步驟5.一個工況試驗后,可以將設(shè)備調(diào)到另一工況,即調(diào)節(jié)主加熱器功率后,再按上述方法進行測試,得到另一工況的穩(wěn)定測試結(jié)果。調(diào)節(jié)的電功率不宜過大,一般在5~10W為宜。6.根據(jù)實驗要求,進行多次工況的測試。(工況以從低溫到高溫為宜)。7.測試結(jié)束后,先切斷主,輔加熱器電源,經(jīng)過10分鐘左右后再關(guān)閉水泵.五、實驗結(jié)果處理

實驗數(shù)據(jù)取實驗進入穩(wěn)定狀態(tài)后的連續(xù)三次穩(wěn)定結(jié)果的平均值。導(dǎo)熱量(即主加熱器的電功率)tR—試件的熱面溫度(即t1或t2)℃tL—試件的冷面溫度(即t3或t4)℃平均溫度為:平均溫度為時的導(dǎo)熱系數(shù):

(或)[W/m.k]將不同平均溫度下測定的材料導(dǎo)熱系數(shù)在坐標(biāo)中得出的關(guān)系曲線,并求出的關(guān)系式。五、實驗結(jié)果處理六、實驗結(jié)果分析及拓展工程應(yīng)用1.分析本實驗的主要誤差2.如何判斷輔加熱壞了,沒有輔加熱,會對實驗結(jié)果有什么影響,如何估算其造成的誤差大小?3.如何判斷上下冷水套流量充足,若上下冷卻水套發(fā)生供水不足時,會對實驗結(jié)果有什么影響?六、實驗結(jié)

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