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材料導熱系數測定方法
材料導熱系數測定方法：
在現代建筑物中，為了保護生態(tài)環(huán)境，節(jié)約能源，需要大量具有隔熱、保溫等功能的無機非金屬材料，這些材料具有一系列的熱物理特性。為了合理地使用與選擇有關的功能材料，需要用其熱物理特性進行熱工計算。所以，了解和測定材料的熱物理特性是十分重要的。
1. 加深對非穩(wěn)定態(tài)導熱過程基本理論的理解。
2．學習非穩(wěn)態(tài)法快速測量隔熱材料的導熱系數、導溫系數和比熱的方法。
3．掌握使用熱電偶測量溫差的方法。
本實驗采用熱脈沖法。在實驗中對試樣進行短時間加熱，使實驗材料的溫度發(fā)生變化，根據其變化的特點，通過解導熱微分方程的，就可求試驗材料的導熱系數、導溫系數和比熱。
根據非穩(wěn)態(tài)導熱原理，對于無限大的物體，其一維非穩(wěn)定導熱微分方程是
假定初始時間τ = 0 時，溫度t = t 0 = 常數。引入過余溫度θ之后，，上式可改寫為
可以驗證一維不穩(wěn)定導熱微分方程的一個特解為
在熱脈沖加熱時間 0～τ之間的任一時刻τ ' ， 實驗材料的溫度升高為
在加熱停止后的某一時刻 τ 2 ，在熱源面（x = 0）上的溫度升高為
實驗儀器及設備
1 ．導熱率測定儀
2 ．游標卡尺
3 ．天平
1．準備質量均勻、平整的兩塊厚試樣和一塊薄試樣。
2．用卡尺測定試件的外形尺寸，并計算試樣的容重
3 ．接通電源，調節(jié)加熱電壓至規(guī)定值，打開儀器 6V 電源開關，預熱 20 分鐘。
4 ．光點檢流計零位校正。
5 ．根據室溫校正 UJ-31 型電位差計標準工作電壓。電位差計轉換開關放在標準位置，調整電位差計的工作電流。
6 ．將試樣放在樣品架上。在薄試件的下部放上加熱板及下部熱電偶；在薄試件的上部中心位置放上部熱電偶，熱電偶的冷端放在冰瓶內。
7． 電位差計轉換開關放在未知1，測出試件的上、下部的初始溫度 。
8 ．打開加熱開關開始加熱，同時用秒表計時。當上部熱電偶溫度上升兩度時，關閉加熱電源，得到上部的過余溫度及加熱時間。
9 ．過 4 ～ 5 分鐘測出下部熱電偶的熱電勢，得到下部的過余溫度及時間。
10 ．電位差計轉換開關放在未知 2 ，打開加熱開關測出加熱電流。
11 ．實驗結束，關閉電源，整理儀器設備。
1．數據記錄
材料名稱 礦渣棉 編號
試件的平均厚度x =0.029 m
試件容重 γ=150 kg/m3
加熱器面積 s=0.039 m2
加熱器電阻 R=45.78 Ω
2 ．計算結果
根據測量結果，用（ 44-20）式計算出B（y）的值，從表 44- 4中查出y 2的值。
然后用（ 44-19）計算導熱系數 λ 。用（ 44-21）式計算導溫系數 α。 用（ 44-22）式計算比熱C 。
1 ．試樣需要 200 × 200 的厚試件兩塊，薄試件一塊。要求同質、平整、厚薄均勻，與加熱板之間貼合緊密，以保證測試結果的準確。
2 ．該儀器采用 UJ31 型電位差計測量試樣冷、熱面的溫度。 UJ31 型電位差計使用前必須根據室溫修正儀器的標準工作電壓、工作電流，否則影響測試結果的準確性。
3 ．測量試樣冷、熱面的初始溫度必須大于 0.004mv ，否則不能進行實驗。因為初始溫度誤差太大將使實驗結果不準確。