稳态平板法测定绝热材料导热系数
《传热学》实验：平板导热系数测定实验
《传热学》实验一：准稳态平板导热系数测定实验一、 实验目的1．快速测量绝热材料（不良导体）的导热系数和比热，掌握其测试原理和方法。
2．掌握使用热电偶测量温差的方法。
二、 实验原理本实验是根据第二类边界条件，无限大平板的导热问题来设计的。
设平板厚度为δ2，初始温度为0t ，平板两面受恒定的热流密度c q 均匀加热（见图1）。
求任何瞬间沿平板厚度方向的温度分布()τ,x t 。
导热微分方程、初始条件和第二类边界条件如下：()()22,,xx t a x t ∂∂=∂∂τττ()00,t x t =(),0c t q x δτλ∂+=∂()0,0=∂∂x t τ方程的解为：()()()()2212002132,1cos exp 6n c n n n n q x x t x t F ατδτδμμλδδμδ∞+=⎡⎤-⎛⎫-=-+--⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦∑ (1) 式中：τ——时间；λ——平板的导热系数；α——平板的导温系数；123n n n μβδ==，，，，； 02a F τδ=——傅里叶准则； 0t ——初始温度；c q ——沿x 方向从端面向平板加热的恒定热流密度。
随着时间τ的延长，0F 数变大，式（1）中级数和项愈小。
当5.00>F 时，级数和项变得很小，可以忽略，式（1）变成：图1()20221,26c q x t x t δαττλδδ⎛⎫-=+- ⎪⎝⎭(2) 由此可见，当5.00>F 后，平板各处温度和时间成线性关系，温度随时间变化的速率是常数，并且到处相同。
这种状态称为准稳态。
在准稳态时，平板中心面0=x 处的温度为：()0210,6c q t t δαττλδ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭平板加热面x δ=处为：()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-31,20δτλδτδa q t t c 此两面的温差为：()()λδττδc q t t t ⋅=-=∆21,0, (3) 如已知c q 和δ，再测出t ∆，就可以由式（3）求出导热系数：tq c ∆=2δλ (4) 实际上，无限大平板是无法实现的，实验中是用有限尺寸的试件。
稳态平板法测定材料导热系数实验指导书
稳态平板法测定材料导热系数实验指导书一. 实验目的1.巩固和深化稳定导热过程的基本理论，学习用平板法测定材料导热系数的实验方法和技能。
2.测定试验材料的导热系数。
3.确定试验材料导热系数与温度的关系。
二.实验原理导热系数是表征材料导热能力的物理量。
对于不同的材料，导热系数是不同的；对同一材料，导热系数还会随着温度、压力、湿度、物质的结构和重度等因素而变异。
各种材料的导热系数都用试验方法来测定，如果要分别考虑因素的影响，就需要针对各种因素加以试验，往往不能只在一种试验设备上进行。
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Q 和平板两面的温差t ∆ 成正比，和平板的厚度δ成反比，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 Ft Q ⋅∆⋅=δλ [w]测定时，如果将平板两面的温差L R tt t -=∆、平板厚度δ、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：F t Q ⋅∆⋅=δλ )/(C m W ︒⋅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：)(21L R t t t +=][C ︒在不同的温度和温差条件下测出相应的λ值，然后将λ值标在t -λ 坐标图内，就可以得出)(t f =λ 的关系曲线。
四.实验方法和步骤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，应在上面加压一定的重物，或用自动控制压紧装置压紧，以使它们都能紧密接触。
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：而两个辅助加热器是经两两并联后再串联组成的串联电路（实验台上已联接好），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。
稳态平板法测定绝热材料导热系数试验
稳态平板法测定绝热材料导热系数实验一. 实验目的1.巩固和深化稳定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的实验方法和技能。
2.测定试验材料的导热系数。
3.确定试验材料导热系数与温度的关系。
二.实验原理导热系数是表征材料导热能力的物理量。
对于不同的材料，导热系数是不同的；对同一材料，导热系数还会随着温度、压力、湿度、物质的结构和重度等因素而变异。
各种材料的导热系数都用试验方法来测定，如果要分别考虑因素的影响，就需要针对各种因素加以试验，往往不能只在一种试验设备上进行。
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Q 和平板两面的温差t ∆ 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 F t Q ⋅∆⋅=δλ[w]测定时，如果将平板两面的温差L R t t t -=∆、平板厚度δ、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：Ft Q ⋅∆⋅=δλ )/(C m W ︒⋅ 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：)(21L R t t t += ][C ︒在不用的温度和温差条件下测出相应的λ值，然后将λ值标在t -λ 坐标图内，就可以得出)(t f =λ 的关系曲线。
三.实验装置及测量仪表稳态平板法测定绝热材料导热系数的试试验装置如图1和图2所示。
被试验材料做成二块方形薄壁平板试件，面积为300×300][2mm ，实际导热计算面积F 为200×200][2mm ，板的厚度为δ][2mm ，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。
稳态平板法测定材料导热系数
稳态平板法测定材料导热系数实验指导书一. 实验目的1.巩固和深化稳定导热过程的基本理论，学习用平板法测定材料导热系数的实验方法和技能。
2.测定试验材料的导热系数。
3.确定试验材料导热系数与温度的关系。
二.实验原理导热系数是表征材料导热能力的物理量。
对于不同的材料，导热系数是不同的；对同一材料，导热系数还会随着温度、压力、湿度、物质的结构和重度等因素而变异。
各种材料的导热系数都用试验方法来测定，如果要分别考虑因素的影响，就需要针对各种因素加以试验，往往不能只在一种试验设备上进行。
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Q 和平板两面的温差t ∆ 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 F t Q ⋅∆⋅=δλ[w]测定时，如果将平板两面的温差L R t t t -=∆、平板厚度δ、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：Ft Q ⋅∆⋅=δλ )/(C m W ︒⋅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：)(21L R t t t += ][C ︒在不同的温度和温差条件下测出相应的λ值，然后将λ值标在t -λ 坐标图内，就可以得出)(t f =λ 的关系曲线。
三.实验装置及测量仪表稳态平板法测定材料导热系数的试验装置如图1和图2所示。
被试验材料做成二块方形薄壁平板试件，面积为300×300][2mm ，实际导热计算面积F 为200×200][2mm ，板的厚度为 （实测）][2mm ，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。
稳态平板法测定绝热材料导热系数试验
2
[附 ]试验台主要 参数
1.试 验 材 料 ： 2.试 件 外 型 尺 寸 ： 300 × 300 [ mm2 ] 3.导 热 计 算 面 积 F： 200× 200 [ mm2 ] （ 即 主 加 热 器 的 面 积 ）
4.试 件 厚 度 δ ：（实测）
5.主 加 热 器 电 阻 值 ：
Ω
6.辅 加 热 器 （ 每 个 ） 电 阻 值 ：
3
5.一个 工况 试 验后 ，可 以 将 设 备 调 到 另 一 工 况 ， 既调 节 主 加 热 器 功 率后 ， 再 按 上 述 方 法 进行 测 试 得 到 另 仪 共 况 的 稳定 测 试 结 果。 调 节 的 电 功 率 不宜过大 ，一 般 在 5~10W 为 宜 。
6.根 据 实 验 眼 球 ， 进 行 多 次 共 况 的 测 试 。 （ 共 况 以 从 低 温 到 高 温 为 宜 ） 。 7.测 试 结 束 后 ， 先 切 断 加 热器 电 源 ， 并 关 闭 跟 踪 器 ，经 过 10 分 钟 左 右 再 关 闭 水 泵 （ 或 停 放自 来水）。
试验 设备 是根据在一维稳态 情况 下通 过平板的导热 量 Q 和平板两 面的 温差 t
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
Q
t F [w]
热 面 积 水 套的 冷 却 面 是 通 过 循 环 冷 却水（ 或 通 过 自 来 水 ）来 实 现 的 。 在 中 间 200×
200 [mm 2 ] 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× 200 m[ m 2 ]
稳态平板法测定材料导热系数实验指导书
稳态平板法测定材料导热系数试验指导书一. 试验目1.巩固和深化稳定导热过程基础理论, 学习用平板法测定材料导热系数试验方法和技能。
2.测定试验材料导热系数。
3.确定试验材料导热系数与温度关系。
二.试验原理导热系数是表征材料导热能力物理量。
对于不一样材料, 导热系数是不一样; 对同一材料, 导热系数还会伴随温度、 压力、 湿度、 物质结构和重度等原因而变异。
多种材料导热系数都用试验方法来测定, 假如要分别考虑原因影响, 就需要针对多种原因加以试验, 往往不能只在一个试验设备上进行。
稳态平板法是一个应用一维稳态导热过程基础原理来测定材料导热系数方法, 能够用来进行导热系数测定试验, 测定材料导热系数及其和温度关系。
试验设备是依据在一维稳态情况下经过平板导热量Q 和平板两面温差t ∆ 成正比, 和平板厚度δ成反比, 以及和导热系数λ成正比关系来设计。
我们知道, 经过薄壁平板（壁厚小于十分之一壁长和壁宽）稳定导热量为F t Q ⋅∆⋅=δλ[w]测定时, 假如将平板两面温差L R t t t -=∆、 平板厚度δ、 垂直热流方向导热面积F和经过平板热流量Q 测定以后, 就能够依据下式得出导热系数:F t Q ⋅∆⋅=δλ )/(C m W︒⋅需要指出, 上式所得导热系数是在当初平均温度下材料导热系数值, 此平均温度为:)(21L R t t t +=][C ︒在不一样温度和温差条件下测出对应λ值, 然后将λ值标在t-λ 坐标图内, 就能够得出)(t f =λ 关系曲线。
四.试验方法和步骤1.将两个平板试件仔细地安装在加热器上下面, 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, 应在上面加压一定重物, 或用自动控制压紧装置压紧, 以使它们都能紧密接触。
2.联接和仔细检验各接线电路。
将主加热器两根导线接到仪表箱主加热器电源接线端子上:而两个辅助加热器是经两两并联后再串联组成串联电路（试验台上已联接好）, 一样将辅助加热器两根导线接到仪表箱辅助加热器电源接线端子上。
[原创]实验四、稳态平板法测保温绝热材料的热导率λ
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[原创]实验四、稳态平板法测保温绝热材料的热导率λ实验四、稳态平板法测保温绝热材料的热导率λ实验四、稳态平板法测保温绝热材料的热导率λ实验目的巩固和深化稳态导热过程的基本理论，学习用平板法测绝热材料热导率的实验方法和技能测定实验材料的热导率确定试验材料热导率与温度的变化关系实验原理热导率是表征材料导热能力的物理量。
对不同的材料，热导率各不相同;对同种材料，热导率会随温度、压力、含湿量、物质的结构和密度等因素而不同。
各种材料的热导率都是采用实验方法来测定的，如果分别考虑不同因素的影响，就需要对各种因素加以试验，往往不能只在一种试验设备上进行。
稳态平板法是应用一维稳态导热过程的基本原理来测定材料热导率的方法，可以用来测定材料的热导率及其与温度的变化关系实验设备是根据在一维稳态情况下通过平板的导热量Q和平板两面的温差Δt 成正比，与平板的厚度成反比δ，与热导率λ成正比的关系来设计的由一维稳态理论，通过薄壁平板(壁厚小于十分之一壁长与壁宽)的稳态导热量为EMBED Equation.3 w 测试时，如果能够测得平板两面的温差Δt=tR-tL、平板厚度δ、垂直热流方向的导热面积A和通过平板的热流量Q，即可根据下式计算得出热导率λ:EMBED Equation.3 W/m.? 上式计算得出的热导率是当时平均温度下材料的热导率值，此平均温度为EMBED Equation.3 ?在不同的温度和温差条件下测出相应的热导率λ，将λ值标在λ— EMBED Equation.3 坐标图内，就可得出λ=f( EMBEDEquation.3 )的关系曲线实验装置及测量仪表稳态平板法测绝热材料热导率的实验装置如图1和图2所示。
被试验材料做成二块方形薄壁平板试件，面积300x300[mm2],实际导热计算面积A为200x200[mm2],板的厚度为δ[mm]。
平板试件被夹紧在加热器的上下热面和上下水套的冷面EMBED PowerPoint.Show.8EMBED PowerPoint.Show.8图1 实验台主体示意图(循环冷却水的水箱与水泵未示出)之间。
上海大有仪器 稳态平板法测定绝热材料导数系数实验台DYR021Ⅱ
上海大有仪器稳态平板法测定绝热材料导热系数实验台型号：DYR021Ⅱ一.实验目的1.巩固和深化稳定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的实验方法和技能；2.测定试验材料的导热系数；3.确定试验材料导热系数与温度的关系。
二.技术指标1.水泵参数：功率90W，扬程3m，流量 20L/min；2.温度控制精度：热板、冷板均为±0.1℃；3.最高设定温度：100℃；4.仪器测量精度：3%；5.双面冷却实验台本体：电木板330*330mm，铜板300*300mm、厚度5mm，PVC 试件：270*270mm、厚度20mm，2块；6.导热系数测试范围：0.01-1.6W/mK；7.电流互感器：SX-10DK﹙日本三洋﹚﹐0-10A；8.彩色触摸式液晶显示屏：可一键控制设备启停、水泵开关、设定实验所需温度、调节电压、功率等；9.常温、常压下运行,工作电源AC220V、50Hz±10%、50Hz，安全保护：具有接地保护，漏电保护，过流保护，功率960W；10.装置外形尺寸：900×500×1200mm。
三.主要配置及参数1.双面冷却实验台本体、电加热器、水泵、水箱；2.低压大功率开关电源﹙+24V10A、+12V1A、-12V1A、+5V3A﹚；3.8路温度传感器（达拉斯半导体)，单总线数字温度计，在-20~300℃温度范围内精确度为±1℃；4.显示器：10英寸显控SK-102BE液晶触摸屏、PLC、实验数据处理软件；5.电源控制系统：双面亚光密纹喷塑电控箱1只、漏电保护器（德力西）等组成，控制箱面板采用铝质凹字技术制作；6.双面亚光密纹喷塑实验桌（配万向轮及禁锢脚、调整角可调整桌面水平及固定）；7.提供实验报告测试样本（作为调试验收标准）。
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四、实验方法和步骤
5．一个工况试验后，可以将设备调到另一 工况，即调节主加热器功率后，再按上述
方法进行测试，得到另一工况的稳定测试 结果。调节的电功率不宜过大，一般在5～ 10W为宜。
6．根据实验要求，进行多次工况的测试。 (工况以从低温到高温为宜)。
7．测试结束后，先切断主,辅加热器电源，
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：
Q= ·t ·F [W]
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稳态平板法测定绝热材料导热系数测定
被试验材料做成二块方形薄壁平板试件， 面积三为、3实00验×装3置0及0［测ｍ量仪ｍ表2］，实际导热计算 面积F为200×200［ｍｍ2］，板的厚度为δ ［ｍｍ2］。
3．检查冷却水水泵及其通路能否正常工作， 各热电偶是否正常完好。
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4．接通加热器电源，并调节到合适的电压，开
始加温，通过调节辅助加热器的电压使主加热器
以外的四周（辅热电偶的温度）保持与中间主加
热器的温度相一致。在加温过程中，可通过各测
温点的测量来控制和了解加热情况。开始时，可
先不启动冷水泵，待试件的热面温度达到一定水
稳态平板法测定绝热材料导热系数测定
一、实验目的 1. 巩固和深化稳定导热过程的基本 理论，学习用平板法测定绝热材料 导热系数的实验方法和技能。
2. 测定试验材料的导热系数。
3. 确定试验材料导热系数与温度的 关系。
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稳态平板法测定绝热材料导热系数测定
二、实验原理 导热系数还会随着温度、压力、湿度、物质的
经过10分钟左右后再关闭水泵.
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五、实验结果处理
实验数据取实验进入稳定状态后的连续三次稳 定结果的平均值。导热量(即主加热器的电功率)
tR — 试件的热面温度 （即t1或t2） ℃ tL — 试件的冷面温度 （即t3或t4） ℃
平均温度为： t t R t L 2
平均温度为时的导热系数：(每个组写出计算公 式,与周六下午4点前发我邮箱 wangbaodong@
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四、实验方法和步骤
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．应在上 面加压一定的重物，以使它们都能紧 密接触。
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四、实验方法和步骤
2．联接和仔细检查各接线电路。将主加热 器的两个接线端用导线接至主加热器电源； 而四个辅助加热器联成串联电路(实验台上 已联接好)。将主热电偶之一t2(或t1)接到跟 踪控制器面板上中间的主热电偶接线柱上， 而将辅热电偶之一t5(或t6)接到跟踪控制器 上的相应接线柱上。把水套冷面热电偶 t3(或t4) 接到跟踪控制器上的相应接线柱上。
结构和重度等因素而变异。各种材料的导热系 数都用实验方法来测定，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 实验，测定材料的导热系数及其和温度的关系。
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稳态平板法测定绝热材料导热系数测定
实验设备是根据在一维稳态情况下通过平板 的导热量Q和平板两面的温差△t成正比，和平 板的厚度δ成反比，以及和导热系数λ成正比的 关系来设计的。
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五、实验结果处理
将不同平均温度下测定的材料导热系 数在坐标中得出的关系曲线，并求出 的关系式。
六、实验结果分析
分析本实验的主要误差
等．．．．．．
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平后，再启动水泵(或接通自来水)，向上下水套
通入冷却水。试验经过一段时间后，试件的热面
温度和冷面温度开始趋于稳定。在这过程中可以
适当调节主加热器电源、辅加热器电源的电压，
使其更快或更利于达到稳定状态。待温度基本稳
定后，就可以每隔一段时间进行一次电压V读数 记录和温度测量，从而得到稳定的测试结果。
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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
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试验台主要参数 1.试验材料 2.试件外型尺寸：300×300 mm2 3.导热计算面积F: 200×200 mm2 (即主加热器的
面积) 4.试件厚度δ：(实测) 15mm 5.主加热器电阻值： 100Ω 6.辅加热器(每个)电阻值： Ω 7.热电偶材料：镍铬一镍硅 8.试件最高加热温度：≤80℃