圓球法測(cè)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)

圓球法測(cè)定絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康撵柟谭€(wěn)定導(dǎo)熱的基本理論，學(xué)習(xí)用圓球法測(cè)定材料導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)會(huì)利用標(biāo)準(zhǔn)電阻精密測(cè)量電功率的方法以及用熱電偶測(cè)溫的技術(shù)；測(cè)量試材的導(dǎo)熱系數(shù)，以及隨溫度變化的規(guī)律。二、實(shí)驗(yàn)原理圓球法就是應(yīng)用沿球壁半徑方向一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本原理測(cè)定顆粒狀以及纖維狀材料導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法。在兩個(gè)同心圓球所組成的夾層中，填入顆粒狀或纖維狀試材，內(nèi)外球直徑分別為dj80mm，d2=150mm，內(nèi)球表面溫度為弓外球表面溫度為弓，根據(jù)傅立葉定律，當(dāng)實(shí)驗(yàn)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，通過(guò)夾層的導(dǎo)熱量為t—t_!—_!2兀人(dd)、12/通過(guò)上式可推導(dǎo)出在平均溫度t通過(guò)上式可推導(dǎo)出在平均溫度t=匕*t尸下的材料的導(dǎo)熱系數(shù)人G)=若改變加熱量Q，就可以改變壁面溫度使其處于另一種狀態(tài)t「t2,這樣可以測(cè)出在各種不同平均溫度t=匕*七下試材的導(dǎo)熱系數(shù)，因此可以得出一條人G)?,間的關(guān)系曲線。三、實(shí)驗(yàn)裝置與測(cè)量?jī)x表實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。圓球內(nèi)球中電加熱器由高精度晶體管直流穩(wěn)壓電源供電。需要測(cè)量的量包括以下參數(shù)。功率W的測(cè)量用直流穩(wěn)壓電源加熱，功率用精確度為0.01%標(biāo)準(zhǔn)電阻法測(cè)量，標(biāo)準(zhǔn)電阻為％、r2、r3,R2J(R+RV2R322連接線路如圖1，用電位差計(jì)測(cè)出匕、R2J(R+RV2R322f匕-匕]如+104V2=(10V-0.1V)x103V"0.110J10122如果選擇R]=0.01。

那么W^(100匕—0.1V2)x103V2。溫度測(cè)量在內(nèi)外球壁分別埋有鎳格一鎳鋁熱電偶，測(cè)出它們的熱電勢(shì)uti、ut2,查熱電偶分度表圓球法測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置得出相應(yīng)的溫度t1、t2。上述計(jì)算功率時(shí)用到的V1、V2（即電流電壓）以及熱電偶的熱電勢(shì)Uti、Ut2均采用UJ-33a型電位差計(jì)測(cè)量。四、實(shí)驗(yàn)步驟將試材烘干；根據(jù)給定的被測(cè)材料的容重，算出儀器內(nèi)所需裝填的試材重量，并將試材均勻裝入球內(nèi);連接并檢查線路系統(tǒng)以及測(cè)量?jī)x表。接通電源，觀察各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)的變化情況；當(dāng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)基本不隨時(shí)間變化時(shí)，說(shuō)明系統(tǒng)已達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，開(kāi)始測(cè)量并記錄，每隔5分鐘測(cè)一次，共測(cè)三次；整理數(shù)據(jù)，選擇一次測(cè)量的數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算人6），由于熱系統(tǒng)的穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)，所以在做實(shí)驗(yàn)時(shí)前四項(xiàng)準(zhǔn)備工作，在另一套設(shè)備上進(jìn)行，并利用EX型記錄儀觀察其升溫過(guò)程。五、數(shù)據(jù)處理與結(jié)論分析電壓V1/mVV2/mVt1/mVt2/mV第一組27.48723.0923.5811.41第二組27.4923.0963.581.407第三組27.49323.0973.5771.405平均27.4923.0953.5793331.407333溫度/°c\\84.898535.1057Q=W=（10匕-0.1V）x103匕=6.2955W:*Q32-?）=0.11738（W/m-K）2兀dd2（「七）誤差分析與討論：本實(shí)驗(yàn)中的主要數(shù)據(jù)有四個(gè)：V、V、t、t,其中V、V的精度主要取決于電阻R、1212121R2的精確度，以及測(cè)量設(shè)備的精度。溫度匕的精度也主要取決于測(cè)量?jī)x器的精確程度，而溫度t2測(cè)的是與環(huán)境直接接觸的外側(cè)溫度，這個(gè)溫度收外界影響比較大，因此提高該實(shí)驗(yàn)的精確度的主要措施在于提高它的精確度，主要方法如下：避免空氣對(duì)流。盡量減少周?chē)諝獾牧鲃?dòng)，避免在實(shí)驗(yàn)室中來(lái)回