热能与动力工程实验---仝编XXXX110VIP专享VIP免费

第1页共42页2013-2014学年下学期热能与动力工程专业实验指导------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2.5稳态平板法测定绝热材料导热系数2.5.1实验目的1.巩固和深化稳态导热过程的基本理论，学习用平板法测定绝热材料导热系数。2.测定实验材料的导热系数。3.确定实验材料导热系数与温度的关系。2.5.2实验原理稳态平板法是一种应用一维稳态导热过程的基本原理来测定材料导热系数的方法，可以用来进行导热系数的测定试验，测定材料的导热系数及其和温度的关系。试验设备是根据在一维稳态情况下通过平板的导热量和平板两面的温差成正比，和平板的厚度δ成正比，以及和导热系数λ成正比的关系来设计的。我们知道，通过薄壁平板（壁厚小于十分之一壁长和壁宽）的稳定导热量为W（1）测定时，如果将平板两面的温差、平板厚度、垂直热流方向的导热面积F和通过平板的热流量Q测定以后，就可以根据下式得出导热系数：（2）需要指出，上式所得的导热系数是在当时的平均温度下材料的导热系数值，此平均温度为：（3）在不同的温度和温差条件下测出相应的值，然后将值标在坐标图内，就可以得出的关系曲线。2.5.3实验装置稳态平板法测定材料导热系数装置图如图2.5.1所示。被试验材料做成两块方形薄壁平板试件，面积为270×270mm2，实际导热计算面积F为200×200mm2，平板厚度为mm2（实测），平板试件分别被夹紧在加热器的上、下热面和上、下水套的冷面之间。加热器的上下面和水套与试件的接触面都设有铜板，以使温度均匀。利用薄膜式加热片来实现对上、下试件热面的加热，而上下水套的冷却面是通过循环冷却水（或自来水）来实现的。在中间200×200mm2部位上安设的加热器为主加热器。为了使主加热器的热量能够全部单向通过上下两个试件，并通过水套的冷水带走，在主加热器四周(即200×200mm2之外的四侧)设有四个辅助加热器，测试时控制使主加热器以外的四周保持与中间主加热器的温度相一致，以免热流量向旁侧散失。主加热器的中心温度(或)和水套冷面的中心温度(或)用四个镍铬-康铜热电偶埋设在铜板上来测量：辅助加热器1和辅助加第2页共42页第1页共42页2013-2014学年下学期热能与动力工程专业实验指导------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------热器2的热面也分别设置两个辅助镍铬-康铜热电偶和（埋设在铜板的相应位置上）。其中辅助热电偶(或)接到温度巡检仪上，与主加热器中心的主热电阻(或)的温度相比较，通过跟踪调节使全部辅助加热器都跟踪与主加热器的温度相一致。而在试验进行时，可以通过热电阻(或)和热电(或)测量出一个试件的两个表面的中心温度。也可以再测量一个辅助热电阻的温度，以便与主热电阻的温度相比较，从而了解主、辅加热器的控制和跟踪情况。温度是利用万能信号输入8电巡检仪测量的，主加热器的电功率可以用直流稳压电源的电压表和电流表来测量。图2.5.1稳态平板法测定材料导热系数装置图1.水冷箱；2.辅助加热器；3.主加热器；4.铜板；5.试件实验台主要参数：1.主加热器电阻值：1002.辅加热器（每个）电阻值：4×253.热电偶：E型4.试件最高加热温度：≤805.主加热器电压直流：0—50V，电流0—2A（可调）6.辅助加热器电压直流：0—50V，电流0—2A（可调）2.5.4实验方法与步骤1.将两个平板试件仔细地安装在加热器的上下面，试件表面应与铜板严密接触，不应有空隙存在。在试件、加热器和水套等安装入位后，加压一定的重物，以使它们都能紧密接触。第3页共42页第2页共42页2013-2014学年下学期热能与动力工程专业实验指导------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2.联接和仔细检查各接线电路。将主加热器的两根导线接到仪表箱的主加热器电源接线端子上，同样将辅助加热器的两根导线接到仪表箱的辅助加热器电源接线端子上。将测温热电偶的导线接到配电箱对应的接线端...