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）。
稳态平板实验指导说明
第二步：检查平板是否对正，是否有间隙存在
第三步 ：添加重物
第四步：检查线路接口有无松 动，在确定无误后打开总电源。
确保无误后
第五步：插上仪器插头，打开 插座电源，打开仪器电源。
第六步
3 调节合适的 5调节加温电 2 打开主加热开关 电压开始加温 压，使与主加 1 打开电源开关 热器电压接近 4开启辅助加热开关 6 热面温度达到一定 水平后，启动水泵
实验数据
工况 时间 T1（℃） T2（℃） T3（℃）
T4 （℃）
T5 （℃）
T6 （℃）
△T （℃）
V (v)
I (A)
Q (W)
设定电压 1
平均温度
设定电压 2
平均温度
设定电压 3
平均温度
设定电压 4
平均温度
1、为了建立一维稳定的温度场，本实验装置采取了哪些 措施？
2、本实验装置为什么限于测定非金属材料的热导率？对 被测试件的热导率范围有无限制？为什么？
第七步：一个工况试验后，可以将设 备调到另一工况，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。每次增加的电 功率不宜过大，一般在5～10V为宜。
调节主加热器功率
最 后 关 闭 电 源 的 总 开 关
4 关闭电源开关 1 切断加热器电源
3 十分钟后， 关闭水泵
2 切断加 热器电源
一段时间后，观察辅助加热面的温度是否与主加 热面的温度一致，根据两加热面的温度情况适当 调整辅助加热器的电压（高降低、低增加）, 跟 踪调整使主、辅加热温度相一致。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。 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。待温度基本稳定后，就可以进 行主加热电压U、主加热电流I和6个温度点的测 量记录（一般一个工况大概20分钟左右，此时 T1≈T2≈T5≈T6,T3≈T4，由于实验台的精度导致近 似相等的温度点相差0.5℃左右以认为正常）， 一个工况稳定后需要连续记录3组数据，从而得 到稳定的测试结果。
传热学实验报告
传热学实验报告班级：安全工程（单）0901班姓名：***学号：01第一节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试验方法和技能。
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，导热系数是各不相同的，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，如果要分别考虑不同因素的影响，就需要针对各种因素加以试验，往往不能只在一种实验设备上进行。
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。
实验设备是根据在一维稳态情况下通过平板的到热量Q 和平板两面的温差t ∆成正比，和平板的厚度h 成反比，以及和导热系数λ成反比的关系来设计的。
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：S t hQ *∆*=λ（1）其中：Q 为传到平板的热量，w ；λ为导热系数，w/m ℃；h 为平板厚度，m ； t ∆为平板两面温差，℃； S 为平板表面积；m 2；测试时，如果将平板两面温差t ∆、平板厚度h 、垂直热流力向的导热面积S 和通过平板的热流量Q 测定后，就可以根据下式得出导热系数：St hQ *∆*=λ （2） 其中：d u T -T t =∆，T u 为平板上测温度，T d 为平板下侧温度，℃；这里，公式2所得出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：()d u T T 21t +=（3） 在不同的温度和温差条件下测出相应的λ值，然后按λ值标在λ-t 坐标图内，就可以得出()t f =λ的关系曲线。
三、实验装置及测试仪器稳态平板法测定绝热材料的导热系数的电器连接图和实验装置如图1和图2所示。
稳态平板法测定绝热材料导热系数--郑州大学2012
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℃
六、实验结果分析及拓展工程应用
4.制冷系统和电厂都用哪些材料，它 们的导热系数如何测量，有哪些相应 的国家标准？ 5.第4题中的国家标准与本实验依据的 国家标准的异同？ 6.实验指导书与实际实验装置的异同 有哪些？
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。
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。
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：
tR tL t 2
平均温度为时的导热系数：
V W （或 2R( t R t L )F 2( t R t L )F
稳态平板法测定绝热材料导热系数实验
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成正比以及和导热系数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LR 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300x300]mm实际导热[2计算面积F为200x200][2mm平板试件分别被夹紧在加mm板的厚度为 ][2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实现对上下试件热面的加热而上下导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200x200]mm部位上安设的加热器为主加热器为了使主加热器的[2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200x200]mm之外的四侧设有辅助加热器利用专用的温度跟踪控制[2器使主加热器以外的四周保持与中间主加热器的温度一致以免热流量向旁侧散失主加热器的中心温度t1(或t2)和水套冷面的中心温度t3(或t4)用四个温度传感器埋设在铜板上来测量辅助加热器1和辅助加热器2的热面也分别设置两个温度传感器t5和t6埋设在铜板的相应位置上其中一个辅助温度传感器t5(或t6)接到温度跟踪控制器上与主加热器中心接来的主温度传感器t2或t1的温度讯号相比较通过跟踪器使全部辅助加热器都跟踪到与主加热器的温度相一致而在试验进行时可以通过温度传感器t1(或t2)和温度传感器t3(或t4)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温度传感器的温度以便与主温度传感器的温度相比较从而了解主辅加热器的控制和跟踪情况图2 试验台的电路联结图[附]试验台主要参数1.试验材料2.试件外型尺寸300x300]mm[23.导热计算面积F200x200]mm即主加热器的面积[24.试件厚度实测5.主加热器电阻值6.辅加热器每个电阻值7.温度传感器DS18B208.试件最高加热温度60C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调节四个螺杆以使它们都能紧密接触2.按标号插好各自相对应插头并仔细检查各接线电路3.检查冷却水水泵及其通路能否正常工作各温度传感器是否正常完好4.打开设备电源并调节到合适的电压按启动键开始定时每加一伏电压约定时一分钟预热加温在加温过程中可通过显示屏观测加热情况预热结束后将自动启动冷水泵并开启自动温度跟踪也可按”水泵”键关闭水泵待试件的热面温度达到一定水平后再按”水泵”键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个过程中可以适当调节主加热器电源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功率W或电压V和电流I读数记录和温度测量从而得到稳定的测试结果5.一个状况试验后可以将设备调到另一状况既调节主加热器功率后再按上述方法进行测试得到另一状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状况的测试状况以从低温到高温为宜7.测试结束后按”启动”键后将自切断加热器电源并关闭跟踪器开启定时器经过18分钟左右将自动关闭水泵或停放自来水后可关闭设备电源五.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Q=W或I*V[W]W—主加热器的电功率值[W]I—主加热器的电流值[A]V—主加热器的电压值[V]由于设备为双试件型导热量向上下两个试件试件1和试件2传导所以[W]试件两面的温差L R t t t -=∆ ][C ︒ t R —试件的热面温度即t 1或t 2 ][C ︒ t L —试件的冷面温度即t 1或t 2 ][C ︒平均温度为 2L R t t t += ][C ︒ 平均温度为t 时的导热系数))(2()(2Ft t V I F t t W L R L R -⋅⋅-⋅=δδλ或 [C m w ︒⋅/] 将不同平均温度下测定的材料导热系数在t —λ坐标中得出t —λ的关系曲线并求出)(t f =λ的关系式。
稳态平板法测定绝热材料导热系数
稳态平板法测定绝热材料导热系数一. 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。
二.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λQ Δt F δ=⋅⋅ W （1）测定时，如果将平板两面的温差R L 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：Q t Fδλ⋅=∆⋅ W/(m C)︒ （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：1()2R L t t t =+ °C （3）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()f t λ= 的关系曲线。
三.实验装置稳态平板法测定材料导热系数装置图如图1所示。
被试验材料做成两块方形薄壁平板试件，面积为270×270 mm 2，实际导热计算面积F 为200×200mm 2，平板厚度为δmm 2（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× 200mm 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× 200mm 2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。
稳态平板法测定绝热材料导热系数实验数据记录与问题(2012)
4、本应测量试件冷、热表面温度的，但本实验中，热电偶是埋设在均热板面上和冷却面上而不是埋设在试件表面上，为什么？
稳态平板法测定绝热材料导热系数
一、试验数据
实验记录表
工况
时间
T1（℃）
T2（℃）
T3（℃）
T4
（℃）
T5
（℃）
T6
（℃）
△T
（℃）
V
(v)
(A)
(W)
1
设定电压
平均温度
2
设定电压
平均温度
3
设定电压
Hale Waihona Puke 平均温度4设定电压
平均温度
二、思考题
1、为了建立一维稳定的温度场，本实验装置采取了哪些措施？
2、本实验装置为什么限于测定非金属材料的热导率？对被测试件的热导率范围有无限制？为什么？
稳态平板法测定绝热材料导热系数实验心得
稳态平板法测定绝热材料导热系数实验心得在进行稳态平板法测定绝热材料导热系数的实验中，我对实验的目的、原理、实验装置、实验步骤和实验结果进行了系统的了解和学习，并且在实验过程中获得了一些有益的经验和心得。
以下是我在实验中的心得体会：首先，在进行实验前，我们要充分了解实验的目的和原理。
稳态平板法是用来测定材料导热系数的一种方法，通过将已知面积和温度差的样品放在恒定温度的环境中，测量得到的导热通量，然后根据热传导公式计算出材料的导热系数。
了解实验的目的和原理，对我们进行实验和分析结果有很大的帮助。
其次，实验装置的准备是非常重要的。
在实验中，我们使用了一个恒温箱和一个平板样品。
恒温箱保持稳定的温度，而样品则负责传导热量。
为了保持环境温度的稳定性，我们要在箱体内放置稳定温度的物体，如水。
为了减小测得结果的误差，我们还要保证样品与恒温箱及其它物体之间的接触良好，同时要注意避免来自外部的辐射热。
第三，实验步骤的规范也是非常重要的。
首先，我们应该准确地测量和记录实验所需的物理量，如样品的面积、温度差和热通量等。
在进行实验之前，要进行样品的预热，以达到稳定状态。
在测量过程中，要保持实验室的环境稳定，避免温度、压力和湿度等因素对实验结果的影响。
在实验完成后，要进行数据的整理和处理，计算出样品的导热系数，并与文献值进行对比分析。
实验记录的准确与规范，对我们后续的分析和讨论有着至关重要的作用。
总结来说，稳态平板法测定绝热材料导热系数的实验需要我们充分了解实验的目的和原理，精心准备实验装置，规范实验步骤，准确记录实验数据，对实验结果进行分析与讨论。
通过这次实验，我不仅对稳态平板法有了更深入的理解，而且掌握了一些实验技巧和方法，也提高了我的分析和解决问题的能力。
我相信这些经验和心得对我今后从事科学研究和工程实践都会带来巨大的帮助。
稳态平板法测定建筑材料的导热系数
实验一、稳态平板法测定建筑材料的导热系数一、实验目的1、巩固和加深稳定导热过程的基本理论。
学习DRP —1型导热系数测定仪的使用方法；2、测定试材的导热系数；3、确定试材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。
导热系数与材料的种类、性质、结构、密度等因素有关。
同种材料的导热系数又取决于材料的温度，各种材料的导热系数通过实验方法测定。
平板法就是应用一维稳态导热过程的基本原理，测定建筑材料导热系数的一种方法。
在温度变化较小的范围内，可以认为材料的导热系数随温度作直线变化，即： )1(0bt +=λλ （1） 式中： 0λ：0℃时材料的导热系数。
b ：材料导热系数随温度变化的系数。
见图一，平板内为一维稳态导热过程由傅立叶定律： dxdt bt q )1(0+-=λ （2）式中： q ：热流密度，w/m 2；dxdt ：试件内的温度梯度，℃/m 。
（2）式分离变量后积分可得： ct b t qx o ++-=)2(2λ （3）代人边界条件：x=0 t=t 1 （4） x=σ t=t 2 （5） 消去常数C 可得： ))(21(21210σλt t t t bq -++= σλσλ21210))(1(t t t t bt mm -=-+= （6）或 σλ/)(21t t F Fq Q m -== （7） 即 )(21t t F Q m -=σλ （8）其中 F ：平壁表面积，m 2 σ：平壁的厚度，mλm ：平均温度tm=122t t +时材料的导热系数，w/m ℃如果，在实验中，创造一定的条件，使平板试件内维持一维稳态温度场，并测出σ、F 、Q 、t 1和t 2等值 ，则由（8）可求得tm 下的导热系数。
试件材料的λ=f （t ）是直线关系时，λm 就是λt 1和λt 2 的平均值，即tm 下的真实导热系数λ，进而即可确定λ～t 的关系曲线。
三、实验装置及测量仪表图二 实验装置示意图材料为两块圆形平板，直径为200mm ，厚度为20mm （S ＜＜d 可视试件为薄壁厚度）。
实验三 准稳态法测材料的导热性能实验
实验三 准稳态法测材料的导热性能实验一、实验目的1. 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2δ，初始温度为t 0，平板两面受恒定的热流密度q c 均匀加热（见图1）。
求任何瞬间沿平板厚度方向的温度分布t (x ，τ)。
导热微分方程式、初始条件和第二类边界条件如下：22),(),(xx t a x t ∂∂=∂∂τττ 0=τ时, 0t t =0=x 处， 0=∂∂xtδ±=x 处， c q xt=∂∂-λ方程的解为：)]exp()cos(2)1(63[),(02211220F xx a q t x t n n n n c μδμμδδδδτλτ--+--=-+∞=∑式中：τ—— 时间，s ；λ—— 平板的导热系数，w/m ∙℃；a —— 平板的导温系数，a cλρ=m 2/s ； n μ——πn ，n=1，2，3，……；Fo —— 傅立叶准则，Fo ＝2a τδ ； t 0 —— 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，w/m 2。
随着时间τ的延长，F 0数变大，上式中级数和项愈小。
当F 0>0.5时，级数和项变得很小，可以忽略，上式变成：20221(,)()26c q at x t x t δτλδδ-=+- （1）由此可见，当F 0>0.5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x=0处的温度为：021(0,)()6c q a t t δττλδ-=- (2) 平板加热面x=δ处为：)31(),(20+=-δτλδτδa q t t c (3) 此两面的温差为：λδττδc q t t t ⋅=-=∆21),0(),( 如已知q c 和δ，再测出Δt ，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，实验总是用有限尺寸的试件。
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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℃