1. 實(shí)驗(yàn)原理
平板式導(dǎo)熱儀的工作原理:在一定厚度的具有平行表面的均勻板狀試件中,建立理想狀態(tài)下,以兩個(gè)平行的均溫平板為界的無限大平板的一維恒定熱流,通過測(cè)量中心計(jì)量板達(dá)到穩(wěn)態(tài)后的熱量Q,按照熱阻的計(jì)算公式,求得試件的導(dǎo)熱系數(shù)λ。
任何物體的熱量傳遞都有三種形式:熱傳導(dǎo)、熱輻射、熱對(duì)流。不同溫度流體的各部分流體之間,由于發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生熱傳遞稱為熱對(duì)流。物質(zhì)的微觀粒子的運(yùn)動(dòng)以光的形式輻射能量,稱成為輻射。
在溫度不平衡條件下,物體內(nèi)存在溫差,熱能分布不均勻,在物體內(nèi)部沒有宏觀位移的情下,熱量從高溫向低溫部分傳遞,不同溫度物體的互相接觸時(shí),同樣存在沒有物質(zhì)轉(zhuǎn)移而存在熱量傳遞現(xiàn)象,這種借助于物質(zhì)微觀粒子的無序運(yùn)動(dòng)的熱傳遞現(xiàn)象稱為熱傳導(dǎo),又稱為熱擴(kuò)散。
根據(jù)傳熱學(xué)理論,垂直于無限大平板方向的熱流量,沿厚度d方向與平板面?zhèn)鹊臏囟炔睢⑵桨迕娣e成正比,與平板厚度成反比(上圖)。
式中,Q—垂直于平板方向傳遞的熱量,稱為熱流量;t1-t2 平板兩面的溫度差;d—平板厚度;S為平板面積。λ—為比例系數(shù),稱為導(dǎo)熱系數(shù)。所以導(dǎo)熱系數(shù)的方程如下所示:
上式就是導(dǎo)熱系數(shù)的運(yùn)算方程。如果用用功率P表示,P=kQ,k是系數(shù),如果P單位為W(瓦),長(zhǎng)度單位用m,溫度單位用K(℃),則導(dǎo)熱系數(shù)單位為W/(mK)。導(dǎo)熱系數(shù)方程變?yōu)椋?br />
式(3)就是測(cè)量的導(dǎo)熱系數(shù)方程。
2. 實(shí)驗(yàn)儀器及材料
儀器:DZDR-P 平板法導(dǎo)熱儀
3. 試樣準(zhǔn)備
試樣長(zhǎng)×寬應(yīng)為300×300mm,試樣厚度在1mm-50mm。試樣應(yīng)覆蓋中心量熱器和內(nèi)保護(hù)裝置的整個(gè)表面。
4. 實(shí)驗(yàn)步驟
打開便攜式空氣壓縮泵開關(guān),將壓力調(diào)節(jié)至0.4MPa,抽取1分鐘后關(guān)閉。打開回流裝置,提升測(cè)試槽上方的冷板,將樣品放入其中,降下冷板,開始測(cè)試實(shí)驗(yàn),冷板溫度為30℃,熱板溫度為50℃。
5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
該保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.02676。