导热系数的测定方法
导热系数实验测定
导热系数实验测定
导热系数是描述材料导热性能的物理量，可以通过实验测定得到。
以下是一种测定导热系数的实验方法：
1. 准备实验样品：将需要测量导热系数的样品切成形状相同的小块，尺寸大约为1cm x 1cm x 1cm。
样品表面需要平整光滑，可以使用砂纸打磨。
2. 准备实验仪器：导热系数实验仪、温度计、电源等。
3. 实验步骤：
a. 将实验仪器接通电源，调整好温度计。
b. 将样品放在导热系数实验仪的试样台上。
c. 打开实验仪器，开始测试。
d. 实验仪器会通过导热方式将样品热量传递到散热器上，散热器会将热量散发到空气中。
e. 在测试过程中，记录样品表面和散热器表面的温度。
f. 根据测试数据，计算出样品的导热系数。
4. 实验注意事项：
a. 为了减小误差，需要重复测试多次，取平均值作为最终结果。
b. 在测试过程中，要保证实验环境的恒温恒湿，以免影响测试结果。
c. 在测试不同材料时，需要及时清洗试样台和散热器，以免样品之间相互影响。
这是一种比较简单的测定导热系数的实验方法，实际操作时还需要根据具体情况进行调整。
导热系数检测内容及方法
导热系数检测内容及方法（1）防护热板法检测导热系数本方法适用于处于干燥状态下单一材料或者复合板材等中低温导热系数的测定。
依据标准：《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》GB/T10294-88原理：在稳态条件下，防护热板装置的中心计量区域内，在具有平行表面的均匀板状试件中，建立类似于以两个平行匀温平板为界的无限大平板中存在的一维恒定热流。
为保证中心计量单元建立一维热流的准确测量热流密度，加热单元应分为在中心的计量单元和由隔缝分开的环绕计量单元的防护单元。
并且需有足够的边缘绝热或（和）外防护套，特别是在远高于或低于室温下运行的装置，必须设置外防护套。
通过测定稳定状态下流过计量单元的一维恒定热流量Q、计量单元的面积A、试件冷、热表面的温度差/T,可计算出试件的热阻R 或热导率CA（C1试验仪器：1.1平板导热仪(1)导热系数测定范围：(0∙020~L000)W∕(m∙K)(2)相对误差：±3%(3)重复性误差：±2%(4)热面温度范围：(0-80)℃(5)冷面温度范围：(5~60)℃1.2、钢直尺1.3、游标卡尺2、试件要求：1)尺寸试件测量范围：30OmmX30OnInIXI(10~38)mm试件的表面用适当方法加工平整，使试件与面板紧密接触，刚性试件表面应制作的与面板一样平整，并且整个表面的不平行度应在试件厚度的±2%。
试件的尺寸应该完全覆盖加热单元的表面，由于热膨胀和板的压力，试件的厚度可能变化，在装置中在实际的测定温度和压力下测量试件厚度。
热敏感材料不应暴露在会改变试件性质的温度下，当试件在实验室空气中吸收水分显著(如硅酸盐制品)，在干燥结束后尽快将试件放入装置中以避免吸收水分。
3、试件加工试验前，将试件加工成30OnlnI(长)×300mm(宽)的正方形，并且保证冷热两个传热面的平行度，特别是硬质材料的试件，如果冷热两个测试面不平行，这种情况下必须将试件磨平后才能做实验。
导热系数的测定
、
面和待测样品厚度。 2．将一个电热偶的插头插在表盘的测2内，把冷端放入装有冰水混合物的真空保温 杯内的细玻璃管中，热端插在散热盘的小插孔上；将另一个热电偶插头插在表盘的 测1内，冷端也放入装有冰水混合物的真空保温杯内的另一细管中；热端插入加热盘 上的小插孔中； 3．插好加热板的电源插头：再将 线的一端与数字电压表相连，另一端插在表盘的 中间位置； 4．分别接好导热系数测定仪与数字电压表的电源；数字电压表采用3位半LED显示， 最大量程为20mV。 5．调节数字电压表的调零旋钮，再将加热开关拨至220V档，开始加热； 6．待稳定后，可以将切换开关分别拨至测1和测2端，记录此刻样品上、下表面的温 度；(每隔3分钟读样品上下表面的温度，若在10分钟内样品上下表面的温度示数都 不变，可以认为已经达到稳定状态了)； 7．移去样品，使加热盘与散热盘较好的接触，再将加热开关拨至220V档，加热散热 盘； 8．移开加热板，在散热盘上放置胶木板，使散热盘自然冷却；稳定状态时，通过样 品上表面的热速率与由散热盘向周围环境散热速率相等。记录散热盘冷却至稳态时 的温度。 根据上述装置，由傅里叶导热方程式可知，通过待测样品B盘的热流量 Q / t 为：
Q 2 R 2 1 t h
式中h为样品厚度，R为圆盘样品的半径， 为样品热导率，
1
2
分别为稳态时样品上下平面的温度。
、
实验过程中，当传热达到稳态时，样品上下平面的温度将稳定不变，这时可以认为发 热盘A通过圆盘样品上平面传入热量的速率与由散热盘P向周围环境散热的速率相等。 因此可以通过散热盘P在稳定温度 时的散热速率求出热流量.方法如下：当读得稳 后，将样品B盘抽去，让发热盘A的底面与散热盘P直接接触，使盘P的温 态时的 度上升到比 高出1mV左右时，再将发热盘A移开，放上圆盘样品（或绝缘圆盘）， 让散热盘P自然冷却（电扇仍处于工作状态），每隔30秒钟读一次散热盘的温度示 值，选取邻近 的温度数据，求出铜盘P在的冷却速率 ，则 就是散热盘在 时的散 h 1 mc | 热速率，代入式（3-2）得： t R (3-3)式中, 为样品的质量，为样品 比热容。但须注意，这样求出的 是散热盘的全部表面暴露于空气中的冷却速率，其 p 2 R p h p 散热表面积为 2 R2 （其中 与 分别为散 热盘P的半径与厚度）。然而，在观测样品稳态传热时，P盘的上表面（面积为 ）是 被样品覆盖着的。考虑到物体的冷却速率与它的表面积成正比，则稳态时散热盘散 热速率的表达式应修正如下：
液体导热系数的测定
液体导热系数的测定
液体导热系数的测定方法有许多种，下面介绍其中两种常见的方法：
1.热板法测定液体导热系数：
热板法是一种直接测定液体导热系数的方法，它是利用热板对液体进
行恒温加热，在不同时间内测量热板温度变化对应的时间，然后根据导热
方程计算出液体的导热系数。
具体步骤：
1）将试验装置准备好，包括热板、温度计、加热电源等。
2）将热板垂直浸入待测液体中，使其与液体表面接触。
3）打开加热电源，使热板表面保持恒定温度，通常设置为60℃左右。
4）在不同的时间点，用温度计测量热板表面温度，并记录下来。
5）根据导热方程计算液体的导热系数。
2.管道法测定液体导热系数：
管道法是一种间接测定液体导热系数的方法，它是利用管道对液体进
行恒温加热，在管道内测量进出口的温度差，然后根据传热方程计算出液
体的导热系数。
具体步骤：
1）将试验装置准备好，包括加热器、管道、温度计等。
2）将待测液体加热至恒定温度，通常设置为60℃左右。
3）将待测液体通过加热器送入管道内，进出口分别安装温度计，记录下各自的温度，并计算温度差。
4）根据传热方程计算出液体的导热系数。
以上两种方法都需要考虑实验误差和数据处理方法，确保测量结果的准确性和可靠性。
实验《导热系数测定》
实验二材料导热系数的测定一、实验目的1、巩固和深化不稳定导热过程的基本理论，学习用常功率平面热源法测定材料导热系数和导温系数的实验方法和技能。
2、测定试材的导热系数λ和导温系数α。
二、实验原理：稳态导热问题，即忽略温度随时间的变化，只考虑温度的空间分布。
即θ（x,y,z）而非稳态导热问题温度不仅在空间上有分布，而且随时间变化。
即θ（x,y,z,τ）根据不稳定导热过程的基本理论，初始温度均匀并为t0的半无限大均质物体，当表面边界被常功率热流q w加热时，同样引进过余温度θ=t-t0 ，温度场由以下导热微分方程求解：经过求解和变换，得出如下的关系式：(1)函数B(y)值()B y =（2）导温系数根据B(y)值查表得y 2值，则224d a y τ=' （m 2/h ）d :薄试件的厚度 m (3)导热系数λ=（w/mk ）上述各式中：(,)x θτ'' 经过时间τ'薄试件上表面过余温度; 1(0,)θτ 经过时间1τ薄试件下表面(热源面)过余温度;3(0,)θτ 经过时间3τ降温过程中下表面(热源面)过余温度; 2τ 关闭热源的时间;Q 加热器的功率 W/m 2Q=(V 标/10)2*A=I 2*A A=R/S式中: V 标 –与加热器串连的0.01Ω标准电阻两端的电压降 mv R 、S 分别为加热器的电阻及面积。
三、实验装置DRM-1型导热系数测定仪 适用于测定均质板状、粉末状材料的导热系数、导温系数和比热。
测试范围：3.5×10-2～1.7 W/mk ；电热烘干箱；秒表两只；干燥器；天平；卡尺（精度为0.02毫米）。
DRM-1型导热系数测定仪分三部分：1、试件部分：包括试件，试件台及夹具。
2、加热系统：包括晶体管稳压电源、加热器、0.01Ω标准电阻、电位差计和检流计。
3、温度测量系统：温度测量用铜-康铜热电偶，电偶产生的电信号用电位差计测出，通过查表得出温度值。
导热系数测定
导热系数(又称导热率)是反映材料热传导能力的重要物理量。
材质
导热系数/λW(m. K) 71.4 315 PVC
材质
导热系数/λW(m. K)
铂 黄金
0.16 0.020
硬质聚氨酯泡 沬 玻璃钢
玻璃
0.61-0.71
0.52
普通砖
0.600
轻质软木
0.050
（三）导热系数测定方法
测量方法 测量范围
稳态法
热流法
中低导热系数材料
热板法 动态(瞬时)法 热线法 激光散射法 高导热系数材料与／或在高温 条件下测量。精确性高、测量 范围宽
保护热板法实验原理
保护热板法实验原理
• 样品放置在主热板和辅助热板之间。仪器控制辅助热板的温度，并 保持主热板和保护热板处于更高的温度。保护热板围绕主热板，以 减小侧面的热流量。外部的保护提供辅助性的隔热。热板周围的保 护加热器与样品的放置方式确保从热板到辅助加热器的热流是线性 的、一维的。 • 测量通过样品的温度差及两片样品的厚度。测量加到热板上的能量 即是通过样品的热流量、主热板的板面积。便能够计算出材料的导 热系数。
导热系数测定
（三）导热系数测定
当接触的物体之间或物体内部有温度梯度存在时，就有热量从高 温处传递到低温处，这种现象称为热传导。热传导是热交换的三 种（热传导、对流和辐射）基本形式之一。 • 导热系数定义:单位面积、单位厚度的试样在温差为1K时，
单位时间内通过的热量即导热系数。单位是W/(m· K)
热线法原理示意图
试样 热线
热线法是一种广泛使用的测定不良导体导热系 数的方法。例如测量非金属固体材料导热系数 • 原理：在匀质均温的物体内部放置一电阻丝，即热线，对其以恒 定功率加热时，热线及其附近试样的温度将随时间变化。根据时 间与温度的变化关系，可以确定该试样的导热系数。
导热系数的测定(完整版)
二、实验原理：
1．热传导定律： ；
2．导热系数概念：等于相距单位长度的两平面的温度相差为一个单位时，在单位时间内通过单位面积所传递的热量，单位是瓦·米-1·开-1（W·m-1·K-1），导热系数是反映材料的导热性能的重要参数之一；
3．稳态法（通过控制热源传热在样品内部形成稳定的温度分布，而进行的测量）测不良导体的导热系数的方法；
得分
教师签名
批改日期
深 圳大 学 实 验 报 告
课程名称：大学物理实验（一）
实验名称：实验14导热系数的测定
学院：
专业：课程编号：
组号：指导教师：
报告人：学号：
实验地点
实验时间：2009年月日星期
实验报告提交时间：2009年月日
一、实验目的
1.掌握用稳态法测量不良导体的导热系数的方法。
2.了解物体散热速率和传热速率的关系。
5、讨论本实验误差因素，并说明测量导热系数可能偏小的原因。
A、样品表面老化，影响传热；
B、加热板，样品，散热板之间有缝隙，影响传热。
C、热电偶热端与发热盘和散热盘接触不良，应粘些硅油插入小孔底部，等等
6、测冷却速率时，为什么要在稳态温度 附近选值。？
A、当散热板处在不同温度时，它的散热速率不同，与本体温度，环境温度都有关。
并给出λ测量结果.
思考题
1、导热系数的物理意义是什么？
导热系数是单位温度梯度作用下物体内所产生的热流密度，是反映材料导热性能的重要参数之一，其值等于相距单位长度的两平面的温度相差为一个单位时，在单位时间内通过单位面积所传递的热量，单位是瓦•米-1•开-1（W•m-1•K-1）。
2、实验中采用什么方法来测量不良导体的导热系数？
导热系数的测定
散热板
电风扇散热
实验装置示意图
实验原理
发热盘 样品（橡胶盘）
散热盘（黄铜盘）
样品
截面面积A
hB
样品（橡胶盘）的传热速率为：
Q12 A
t
hB
1为样品上表面的温度， 2为样品下表面的温度，
hB为样品的厚度，A为样品的截面面积。
实验原理
稳态时:传入的热量等于散出的热量
即，样品的传热速率等于散热盘的散热速率
测量散热板（黄铜盘）的冷却速率
t
| 220
（4）用镊子抽出橡胶盘，使发热盘A与散热盘P
直接接触，通电使散热板温度比θ20高1mv时立即 分离两板，散热盘开始自由冷却，每隔30秒读出
（1）调整好实验装置,各盘之间不能有间隙。 记录橡胶盘（样品）和黄铜盘（散热板）的直径、厚度DB、hB、DC、hC,黄铜盘（散热板）质量mC。 稳态法测橡胶盘上下表面的温度 10 和 20 测量散热板（黄铜盘）的冷却速率
两种金属接触处由于温度差而产生电动势的现象称为温差电动势，一般情况下，温差电动势近似与两接触端的温度差成正比。 记录稳态时橡胶盘上下表面的温度 10 和 20 记录稳态时橡胶盘上下表面的温度 10 和 20 杜瓦瓶里冰水混合物为冷端；
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导热系数的测定方法
导热系数（thermal conductivity）是指物质传导热量的能力，是描
述物质热传导性能的重要参数。
测定物质的导热系数有多种方法，下面将
介绍其中常用的几种方法。
1.热板法测定导热系数
热板法是一种常用的测定导热系数的方法。
该方法需要将待测物质包
裹在两块热板之间，首先加热其中一块热板，保持另一块热板的温度恒定，然后通过测量两块热板之间传导的热流量和温度差来计算导热系数。
该方
法适用于导热系数在0.03-200W/m·K范围内的材料。
2.平板法测定导热系数
平板法是另一种常用的测定导热系数的方法。
该方法将待测物质切割
成平板状，在平板两侧施加不同温度，通过测量两侧温度差和传导热流量
来计算导热系数。
该方法适用于导热系数在0.1-500W/m·K范围内的材料。
3.横向比热差法测定导热系数
横向比热差法是一种用于测定导热系数的动态方法。
该方法将待测物
质制成棒状，在其表面施加周期性的热源和热沉，通过测量棒状物体两处
的温度差和周期性热流量来计算导热系数。
该方法适用于导热系数在
0.2-10W/m·K范围内的材料。
4.传导-对流法测定导热系数
传导-对流法是一种用于测定导热系数的方法。
该方法将待测物质加
工成圆柱形，通过测量圆柱的传热速率和端部的温度差来计算导热系数。
在传热过程中考虑了传导和对流两个因素。
该方法适用于导热系数在
0.03-100W/m·K范围内的材料。
5.热流计法测定导热系数
热流计法是一种常用的测定导热系数的方法。
该方法使用热流计进行
测量，将待测物质放置在热流计中，通过测量热流计两侧温度的变化和流
过的热量来计算导热系数。
该方法适用于导热系数在0.1-500W/m·K范围
内的材料。
除上述方法外，还有一些其他测定导热系数的方法，例如横向比热法、横向热流测量法、测量材料的导电系数然后通过Wiedemann-Franz定律计
算导热系数等。
这些方法各有优缺点，选择合适的方法需要考虑待测物质
的性质、测试条件和测量精度等因素。