(整理)实验二_圆球法测定绝热材料导热系数

圆球法测定绝热材料导热系数

李刚 精72 2007010526 实验时间：10月17日

一、 实验目的

1. 巩固稳定导热的基本理论，学习用圆球法测定材料导热系数的实验方法，学会利用标准

电阻精密测量电功率的方法以及用热电偶测温的技术； 2. 测量试材的导热系数，以及随温度变化的规律。

二、 实验装置系统简图

实验装置系统简图如下所示：

直流稳压电源 被测材料 R1 0.1Ω或者0.01Ω R2 10Ω V1

t1 t2 R3 10000Ω V2

三、 实验数据

加热电压U=23V，标准电阻R1=0.1Ω，d180mm，d2150mm

测量序次 1 -------------

Ut1/mV Ut2/mV V1/mV V2/mV 23.096 -------------

3.727 2 3 1.529 1.522 1.517 27.486 27.487 27.489 23.096 23.096 3.722 3.715 四、 温度测量

又Ut1、Ut2的测量值，查表得温度t1、t2的值如下

测量序次 1 2 3 平均值 Ut1/mV Ut2/mV t1/℃ t2/℃ 3.727 3.722 3.715 3.721 1.529 1.522 1.517 1.523 88.1 88.0 87.9 88.0 38.0 37.9 37.7 37.9 五、 实验计算

（1） 功率W的计算

因为R1=0.1Ω，所以W=（10 V1 - 0.1 V2）×103 V2

V1和V2的平均值分别为 V1=27.487m V，V2=23.096 mV 所以W=（10 V1 - 0.1 V2）×103 V2

=（10×27.487×10-3-0.1×23.096×10-3）×103×23.096×10-3 = 6.3 W （2） 平均导热系数的计算

取温度值t1=88.0℃，t2=37.9℃，功率W= 6.3 W

t 6.3 80.150.08W/(mK)=0.11670.0538W/(m·K) 20.080.15(88.0-37.9) 14911

Qd2d1Wd2d12d1d2t1t22d1d2t1t2六、 实验分析与讨论

由于球内发出的热量全部经过试样，圆球法测定绝热材料的导热系数不需要考虑热补偿的问题。但相对于常功率平面热源法，圆球法对试样材料的加工比较复杂。由于该实验是将待测材料填充入两同心圆球组成的夹层，虽然球壳很薄，但仍然会影响到待测材料传热系数的测量。同时，由于球壳暴露在空气中，装置还会和外界的空气进行对流传热，这对导热系数的测量也会造成一定的影响。

-------------