8讲义(导热系数)
导热系数
导热系数也叫导热率，导热系数/导热率是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K,°C）,在1小时内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米?度（W/m?K,此处的K可用°C代替）。
导热传热热流密度的大小，与物质的导热系数、热流量流经物质的厚度和物质高温侧与低温侧间的温度差有关。
非晶体结构、密度较低的材料，导热系数较小。
材料的含水率、温度较低时，导热系数较小。
导热系数大、厚度小、温差大，则热流密度大。
物质不同，导热系数也不同。
钢的导热系数是200X10的3次方-260X10的3次方瓦/（米·时，摄氏度）；锅炉水垢（钙质）的导热系数是2X10的3次方-9X10的3次方瓦/（米·时·摄氏度）；石棉的导热系数是0。
5-0。
73X10的3次方瓦/（米·时，摄氏度）；珍珠岩的导热系数是0。
15X 10的3次~0。
29X 10的3次方瓦/（米·时。
摄氏度）；润滑油的导热系数是0。
37X10）瓦/（米·时·摄氏度）。
导热系数高的物质有优良的导热性能。
在热流密度和厚度相同时，物质高温侧壁面与低温侧壁面间的温度差，随导热系数增大而减小。
锅炉炉管在未结水垢时，由于钢的导热系数高，钢管的内外壁温差不大。
而钢管内壁温度又与管中水温接近，因此，管壁温度（内外壁温度平均值）不会很高。
但当炉管内壁结水垢时，由于水垢的导热系数很小，水垢内外侧温差随水垢厚度增大而迅速增大，从而把管壁金属温度迅速抬高。
当水垢厚度达到相当大（一般为1~3毫米）后，会使炉管管壁温度超过允许值，造成炉管过热损坏。
对锅炉炉墙及管道的保温材料来讲，则要求导热系数越低越好。
一般常把导热系数小于0。
8x10的3次方瓦/（米时·摄氏度）的材料称为保温材料。
例如石棉、珍珠岩等。
什么是传热系数——传热系数K值，是指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温度为1度（K，℃），1小时内通过1平方米面积传递的热量，单位瓦/（平方米·度）[W/（M2·K），K可用℃代替]。
导热系数讲义
不良导体的热导系数的测量实验简介材料的导热系数是反映材料热性能的物理量，导热机理在很大程度上取决与它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移。
导热系数不仅与构成材料的物质种类密切相关，而且与它的微观结构、温度、 压力及杂质含量相联系。
测量导热系数的方法比较多，但可以归并为两类基本方法：一类是稳态法，另一类是动态法。
用稳态法时，先用热源对测试样品进行加热，并在样品内部形成稳定的温度分析，然后进行测量。
而在动态法中，待测样品中的温度分布是随时间变化的，例如按周期性变化等。
本实验采用稳态法进行测量。
实验目的了解热传导现象的物理过程，学习用稳态平板法测量不良导体的导热系数并用作图法求冷却速率。
实验仪器待测橡皮垫、黄铜板、加热铜质圆盘（带隔热层）、红外灯、热电偶、杜瓦瓶、冰水混合物、0~250V 变压器、秒表、游标卡尺等实验原理1，导热系数当物体内存在温度梯度时，热量从高温流向低温，谓之热传导或传热，传热速率正比于温度梯度以及垂直于温度梯度的面积，比例系数为热导系数或导热率：dS dxdTdt dQ λ-= （1） 2，不良导体导热系数的测量厚度为h 、截面面积为S 的平板形样品（橡胶板）夹在加热圆盘和黄铜盘之间。
热量由加热盘传入。
加热盘和黄铜盘上各有一小孔，热电偶可插入孔内测量温度，两面高低温度恒定为T 1 和T 2时，传热速率为S hT T dt dQ21--=λ （2）图 1图 2由于传热速率很难测量，但当T 1 和T 2稳定时，传入橡胶板的热量应等于它向周围的散热量。
这时移去橡胶板，使加热盘与铜盘直接接触，将铜盘加热到高于T 2约10度，然后再移去加热盘，让黄铜盘全表面自由放热。
每隔30秒记录铜盘的温度，一直到其温度低于T 2，据此求出铜盘在T 2附近的冷却速率dtdT。
铜盘在稳态传热时，通过其下表面和侧面对外放热；而移去加热盘和橡胶板后是通过上下表面以及侧面放热。
讲义(导热系数)
导热系数的测定【实验目的】1、感知热传导现象的物理过程。
2、学习用稳态法测量不良导体的导热系数。
3、学习测量冷却速率的方法。
【实验仪器】TC-3型导热系数测定仪、温度传感器、橡皮版、电子秒表、游标卡尺、电子天平【实验原理】1、傅立叶热传导方程导热系数（热导率）是反映材料导热性能的物理量，测定材料的导热系数在设计和制造加热器、散热器、传热管道、冰箱、节能房屋等工程技术和很多科学实验室中都有非常重要的应用。
如图一所示，设粗细均匀的圆柱形导体横截面面积为S ，高为h ，加热后上端温度为T 1， 下端温度为T 2，T 1> T 2，热量从上端流向下端。
若加热一段时间后，内部各个截面处的温度达到恒定，此时虽然各个截面的温度并不相等，但相等的时间内流过各个截面的热量必然相等（设侧面热损失可以忽略不计），这时热传递达到动态平衡，整个导体处于热稳定状态。
法国数学家、物理学家傅立叶给出了此状态下的热传递方程：hT T S t Q21-=∆∆λ （1） Q ∆是t ∆时间内流过导体横截面的热量，tQ∆∆叫传热速率。
比例系数λ就是材料的导热系数或叫热导率，单位是W/K m ⋅.（瓦/米•开）。
在此式中，s 、h 、T 1、T 2容易测得，关键是如何测出传热速率tQ∆∆。
2、用稳态法间接测量传热速率tQ∆∆ 如图二所示，将待测样品夹在加热盘和散热盘之间，设热传递已达到稳态，由（1）式可知，加热盘的传热速率为：hT T S t Q 21-=∆∆λ=2214-d h T T πλ， （2） d 为样品盘的直径，h 为样品盘的厚度。
散热盘的散热速率为：t Q ∆∆=cm 2T T tT=∆∆ ， （3）图一图二c 为散热盘材料的比热，m 为散热盘的质量，2T T tT=∆∆表示散热盘在温度为T 2时的冷却速率。
（2），（3）式的右边相等：22214h -T T tTcm d T T =∆∆=πλ，所以2)(4212T T t TT T d cmh =∆∆⋅-=πλ 。
[导热系数讲义]
![[导热系数讲义]](https://img.taocdn.com/s3/m/8f94d4390912a216147929f2.png)
注意：接地线必须接地！ 参考实验讲义二：热电偶温度计的定标
【实验目的】
1． 了解热电偶温度计。 2．对“铜—康铜”热电偶温度计定标。
【仪器描述】
1．图 2 是实验装置示意图 “铜-康铜”热电偶的一个接点（冷端）放在盛有冰 水混合物的保温杯中，使该接点维持在恒定的 0℃。另 一接点（热端）放在 A 盘小孔中。升温由它的加热器来 实现，当手动加热时，将控制方式置“手动” ，然后切 换加热控制开关。或将控制方式置“自动” ，然后由 PID 设定温度自动控制温度。 2. PID 控温(详见附录一) PID 智能温度控制器是一种高性能、高可靠性的智能型调节仪表，广泛应用于机械化工、轻工、冶金、石化、 热处理等行业的温度、流量、压力、液位等的自动控制系统。 3. 铜-康铜热电偶温度差为 100℃时，其温差电动势约 4.0mV，若精度要求不高，可直接用 20mV 数字电压表代替 UJ-36 型携带式直流电位差计。 UJ-36 型携带式直流电位差计的使用简述： 电位差计的工作原理是用滑线电阻上产生的已知压降来补偿热电偶产生的热电动势， 测量精度较高， 仪器使 用方法如下：
【实验内容】
1、量物体在室温 0～100℃多点的热导率，画出曲线。 2、测量不良导体的热导率。本仪器附橡皮、牛筋等样品供教学测试用。 3、测量金属的热导率。 （本仪器附有硬铝测试样品） 。 4、测量空气的热导率。
【测量装置结构】
测量装置样品架的三个螺旋微头是用来调节散热盘 P 和圆筒加热盘 A 之间距离和平整度的。 除测量金属样品 时不用圆筒固定外，其它如测橡皮和空气的热导率时，均需将圆筒的固定轴对准样品支架上的圆孔插入，并用螺 母旋紧。具体步骤是：先旋下螺母，将加热圆筒放下；使固定轴穿过圆孔，再将螺母旋上并拧紧，最后固定筒后 的紧固螺钉，从而由三个螺旋测微头来调节平面和待测样品厚度。
导热系数单位的物理意义-概述说明以及解释
导热系数单位的物理意义-概述说明以及解释1.引言1.1 概述导热系数是一个重要的物理量，用来描述物质导热性能的好坏。
在热传导过程中，物质内部的热能会通过导热介质的传递而传递到外部环境。
导热系数是衡量这种热传导效果的一个指标，它能够告诉我们物质导热的快慢程度。
导热系数的单位是热导率除以厚度，通常用瓦特/米·开尔文（W/m·K）来表示。
这个单位的物理意义可以解释为：单位时间内单位面积上热流通过的热量，对于单位温度差的变化。
这说明导热系数与物质的热导率、厚度以及温度差有关。
导热系数的物理意义可以从热传导的角度来理解。
在一个温度差存在的物质中，高温区域的分子具有较高的热能，而低温区域的分子则具有较低的热能。
通过导热介质，高温区域的热能会传递给低温区域的分子，使得温度逐渐均匀。
导热系数就是描述这种传递过程的特性之一，它越大则说明物质的导热性能越好，能够更有效地将热量传递出去。
在实际应用中，导热系数的物理意义也是非常重要的。
例如，在建筑材料的选择和设计中，需要考虑到材料的导热性能，以确定其在不同温度环境下的导热效果。
此外，在电子器件的散热设计中，导热系数的大小也直接关系到器件的温度分布和热量的传递效率。
因此，理解导热系数的物理意义对于研究和应用领域具有重要的指导意义。
综上所述，导热系数是一个描述物质导热性能的重要物理量，其单位瓦特/米·开尔文表示了单位时间内单位面积上热流通过的热量对于单位温度差的变化。
通过理解导热系数的物理意义，我们能够更好地理解热传导的过程，并在应用中更好地利用和设计物质的导热性能。
1.2 文章结构本篇长文旨在探讨导热系数单位的物理意义。
文章主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将概述导热系数的背景和重要性，介绍读者对于导热系数有一个初步的了解。
在引言的结尾，将明确文章的目的，即探讨导热系数单位的物理意义。
正文部分将分为三个子部分。
首先，我们将对导热系数进行定义，明确导热系数的意义和计算方法。
导热系数
与受潮带来的影响不同，温度升高会引起分子热运动的加快，促进固体骨架的导热及孔隙内流体的对流传热。 此外，孔壁之间的辐射换热也会因为温度的升高而加强。若材料含湿，则温度梯度还可能造成重要影响：温度梯 度将形成蒸汽压梯度，使水蒸气从高温侧向低温侧迁移；在特定条件下，水蒸气可能在低温侧发生冷凝，形成的 液态水又将在毛细压力的驱动下从低温侧向高温侧迁移。如此循环往复，类似于热管的强化换热作用，使材料表 现出来的导热系数明显增大。
气体的导热系数很小，故对导热不利，但对保温有利。常见的几种气体的导热系数值见表3。 表 3气体的导热系数
保温材料
保温材料
通常把导热系数较低的材料称为保温材料（我国国家标准规定，凡平均温度不高于350℃时导热系数不大于 0.12W/(m·K)的材料称为保温材料），而把导热系数在0.05 W/(m·K)以下的材料称为高效保温材料。
一般常把导热系数小于0.2W/(m·K)的材料称为保温材料。例如石棉、珍珠岩等。
谢谢观看
导热系数的测试分为动态法和稳态法，稳态法又分为热流计法和防护热板法。考虑到仪器精度以及控温范围， 参照GB/T10294-2008标准，采用防护热板法进行测试。
实验仪器如图1所示，包括主体、冷热源控制系统和智能测量仪3部分。
导热系数
导热系数、传热系数（热阻值R、导热系数λ、修正系数、厚度---节能计算）概念及热工计算方法(2011-06-03 10:35:47)转载▼分类：知识标签：杂谈导热系数：导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度(K,℃),在1小时内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米•度(W/m•K,此处的K可用℃代替)。
传热系数：传热系数以往称总传热系数。
国家现行标准规范统一定名为传热系数。
传热系数K值，是指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温差为1度(K，℃)，1小时内通过1平方米面积传递的热量，单位是瓦/平方米•度(W/㎡•K，此处K可用℃代替)。
（节能）热工计算：1、围护结构热阻的计算单层结构热阻：R=δ/λ式中：δ—材料层厚度(m)λ—材料导热系数[W/(m.k)]多层结构热阻：R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn式中: R1、R2、---Rn—各层材料热阻(m.k/w)δ1、δ2、---δn—各层材料厚度(m)λ1、λ2、---λn—各层材料导热系数[W/(m.k)]2、围护结构的传热阻R0=Ri+R+Re式中: Ri —内表面换热阻(m.k/w)(一般取0.11)Re —外表面换热阻(m.k/w)(一般取0.04)R —围护结构热阻(m.k/w)3、围护结构传热系数计算K=1/ R0式中: R0—围护结构传热阻外墙受周边热桥影响条件下，其平均传热系数的计算Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3)式中:Km—外墙的平均传热系数[W/(m.k)]Kp—外墙主体部位传热系数[W/(m.k)]Kb1、Kb2、Kb3—外墙周边热桥部位的传热系数[W/(m.k)]Fp—外墙主体部位的面积Fb1、Fb2、Fb3—外墙周边热桥部位的面积4、单一材料热工计算运算式①厚度δ(m) = 热阻值R(m.k/w) * 导热系数λ[W/(m.k)]②热阻值R(m.k/w) = 1 / 传热系数K [W/(㎡•K)]③厚度δ(m) = 导热系数λ[W/(m.k)] / 传热系数K [W/(㎡•K)]5、围护结构设计厚度的计算厚度δ(m) = 热阻值R(m.k/w) * 导热系数λ[W/(m.k)] *修正系数R值和U值是用于衡量建筑材料或装配材料热学性能的两个指标。
稳态法测量物体的导热系数讲义
稳态法测量物体的导热系数讲义导热系数是指单位时间内单位面积的热量通过一个厚度为1米的物体，并且该物体的两侧温度差为1K时，热量传导所发生的速率。
导热系数是物体传热性质的一个重要参数，是表征物体对热量传递的抵抗程度的指标。
常见的测量导热系数的方法有两种：稳态法和瞬态法。
稳态法是指在一定的温度差下测量物体的稳态热流密度，通过测量物体的热流密度、温度差和物体的厚度等参数计算得到物体的导热系数。
稳态法主要适用于导热系数相对稳定、厚度较大的材料，如纤维板、保温材料等各种隔热材料。
测量物体导热系数的仪器主要有两部分组成：热流仪和温度测量仪。
热流仪根据热传导原理，通过一组绝热屏障将试样的一侧保持恒定温度，另一侧得到一定的热流密度。
热流仪要求在保持一定的温度差下，使试样表面温度与环境温度之间的温度差足够小，以保证得到的热流密度稳定可靠，同时试样表面的辐射热损失要被控制在较小范围内。
温度测量仪通常选择高精度的热电偶，通过将热电偶嵌入试样内部，得到试样不同位置的温度分布情况。
为了保证测量准确性，热电偶的校正和补偿工作必须遵循严格的操作流程和规范。
测量物体导热系数的关键在于对样品的处理和操作过程的严格控制。
以下是基本的测量流程：1.准备样品：样品的尺寸和形状必须符合要求，保证试样表面平整，材质的导热系数必须呈线性变化，不存在孔洞等质量问题。
2.安装样品：用夹具牢固地固定好试样，并在试样的两侧，放置好热流仪和温度测量仪，保证测量精度和准确性。
3.开始测量：设定好温度差和其他参数，系统开始工作，记录试样表面和内部的温度值，对测量过程进行严格的控制和监测。
4.计算导热系数：根据测得的热流密度、温度差和试样厚度等参数，计算试样的导热系数。
根据上述基本流程，可以得到一个简单的稳态法测量物体导热系数的模型。
模型中涉及到的参量有：热流密度、试样厚度、温度差、试样长度和试样面积等。
利用计算公式，可以将这些参量结合起来，得出试样的导热系数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
注意：本次实验B211有三种实验仪器，座位号1—10预习报告参考《讲义一》内容，座位号11—22预习报告参考《讲义二》内容，座位号23—24预习报告参考《讲义一》内容！讲义一：用稳态法测量不良导体的导热系数【实验目的】1、 感知热传导现象的物理过程；2、 学习用稳态法测量不良导体的导热系数；3、学习利用物体的散热速率测量传热速率。
【实验仪器及装置】FD-TC-B 型导热系数测定仪、游标卡尺及电子天平等如图1所示FD-TC-B 型导热系数测定仪，它是由电加热器、铜加热盘C ，橡皮样品盘或胶木样品盘B ，铜散热盘P 、支架及调节螺丝、温度传感器以及控温与测温器组成。
【实验原理】 1、傅立叶热传导方程傅立叶热传导方程正确的反映了材料内部的热传导的基本规律。
该方程式指出：在物体内部，垂直于热传导方向彼此相距B h ，温度分别是121θθθ（和>）2θ的两个平行平面之间，当平面的面积为S 时，在t δ时间内通过面积S 的热量Q δ满足关系：212124B B BQ S d t h h θθθθδλλπδ--== （1） 图1 FD-TC-B 型导热系数测定仪即热流量tQδδ（单位时间传过的热量）与导热系数λ（又称热导率）、传热面积24B d S π=、距离B h 以及温差12θθ-有关。
而λ的物理意义为相距单位长度的两个平面间的温度相差一个单位时的每秒通过单位面积的热量。
不良导体的导热系数一般很小，例如，矿渣棉为，石棉板为，松木为～，混凝土板为，红砖为，橡胶为等。
良导体的导热系数通常比较大，约为不良导体的321010～倍，如铜为×210。
以上各量单位是11W m K --。
2、实验装置如图1所示，固定于底座的三个支架上，支撑着一个铜散热盘P ，散热盘P 可以借助底座内的风扇，达到稳定有效的散热。
散热盘上安放面积相同的圆盘样品B ，样品盘B 上放置一个圆盘状加热盘C ，其面积也与样品B 的面积相同，加热盘C 是由单片机控制的自适应电加热，可以设定加热盘的温度。
当传热达到稳定状态时，样品上下表面的温度21θθ和不变，这时可以认为加热盘C 通过样品传递的热流量与散热盘P 向周围环境散热量相等。
因此可以通过散热盘P 在稳定温度2θ时的散热速率来求出热流量tQδδ。
实验时，当测得稳态时的样品上下表面温度21θθ和后，将样品B 抽去，让加热盘C 与散热盘P 接触，当散热盘的温度上升到高于稳态时的2θ值10℃或10℃以上后，移开加热盘，让散热盘在电扇作用下冷却，记录散热盘温度θ随时间t 的下降情况，求出散热盘在2θ时的冷却速率2θθθ=∆∆t，则散热盘P 在2θ时的散热速率为：2Q mc t tθθδθδ=∆=∆ (2)其中m 为散热盘P 的质量，c 为其比热容。
在达到稳态的过程中，P 盘的上表面并未暴露在空气中，而物体的冷却速率与它的散热表面积成正比，为此，稳态时铜盘P 的散热速率的表达式应作面积的修正：2222)(22)P P p P P p R R h Q mc t tR R h θθππδθδππ=+∆=∆+（ (3)其中P R 为散热盘P 的半径，p h 为其厚度。
由（1）式和（2）式可得：2221222)4(22)P P p B BP P p R R h d mch tR R h θθππθθθλπππ=+-∆=∆+（ （4）221)(4)22()2(2BBP P P P d h h R h R tmcπθθθλθθ-++∆∆== (5) 3、实验方法（1）设定加热器控制温度：按实验仪上升温键左边表显示由可上升到B80.0摄氏度。
一般设定75～80℃较为适宜。
根据室温选择后，再按确定键，显示变为A ××.×之值，即表示加热盘此刻的温度值，加热指示灯闪亮，打开电扇开关，一起开始加热。
（2）加热盘的温度上升到设定温度值时，开始记录散热盘的温度，可以每隔三分钟记录一次，待在10分钟内加热盘和散热盘的温度都基本保持不变，可以认为已经达到稳态了。
（3）按复位键停止加热，取走样品，调节三个螺栓使加热盘和散热盘接触良好，再设定温度到80℃加快加热C 盘的温度上升（按升温键和确定键）使散热盘在原温度上升10℃左右即可以了。
（4）移去加热盘，让散热盘在风扇作用下冷却，每隔10秒钟（或者稍长时间，如20秒或者30秒）记录该盘的温度。
做散热曲线，计算散热盘的冷却速率。
【实验内容及要求】1、测量散热盘的质量m 、半径P R 、厚度p h ，样品盘的直径B d 、厚度B h 。
2、组装仪器（1）实验时，取下固定螺丝，将橡皮样品放在加热盘和散热盘中间，橡皮样品要求与加热盘、散热盘完全对准；调节底部的三个微调螺丝，使样品与加热盘、散热盘接触良好，但注意不宜过紧或过松；（2）插好加热盘的电源插头；再将2根连接线的一端与机壳相连，另一有温度传感器端插在加热盘和散热盘小孔中，要求传感器完全插入小孔中，并在传感器上抹一些硅油或导热硅脂，以确保传感器与加热盘和散热盘接触良好。
在安装加热盘和散热盘时还应注意使放置传感器的小孔上下对齐。
（注意：加热盘和散热盘两个传感器要一一对应，不可互换）（3）开启导热系数测定仪电源后，左边表头首先显示从FDHC,然后显示当时温度，当转换至b==.=,使用者可以设定控制温度。
设置完成后“确定”键，加热盘即开始加热。
左边显示加热盘温度，右边显示散热盘的当时温度。
（4）加热盘的温度上升到设定温度值时，开始记录散热盘的温度，可每隔3分钟记录一次，待在10分钟或更长的时间内加热盘和散热盘的温度值基本不变，可以认为已经达到稳定状态了。
（5）按复位键停止加热，取走样品，调节三个螺栓使加热盘和散热盘接触良好，再设定温度到80℃，加快散热盘的温度上升，使散热盘温度上升到高于稳态时的温度2θ值10℃左右即可。
（6）移去加热盘，让散热盘在风扇作用下冷却，每隔10秒（或者30秒）记录一次散热盘的温度示值，由临近2θ值得温度数据中计算冷却速率2θθθ=∆∆t。
也可以根据记录数据做冷却曲线，用镜尺法作曲线在2θ点的切线，根据切线斜率计算冷却速率。
（7）根据测量得到的稳态时的温度值21θθ和，以及在温度2θ时的冷却速率，由公式（5），计算不良导体样品的导热系数。
【注意事项】1、为了准确测定加热盘和散热盘的温度，实验中应该在两个传感器涂些导热硅脂或硅油，以使传感器和加热盘、散热盘充分接触；另外，加热橡皮样品的时候，为了达到稳定的传热，调节底部的三个微调螺丝，使样品与加热盘、散热盘紧密接触，注意不要中间有空隙；也不要将螺丝旋太紧，以影响样品的厚度。
2、导热系数测定仪铜盘下方的风扇做强迫对流换热用，减小样品侧面与底面的放热比，增加样品内部的温度梯度，从而减小实验误差，所以实验过程中，风扇一定要打开。
【数据记录与处理】1、橡皮材料的导热系数测量数据记录（散热盘比热容（紫铜）：385c J Kg K =） 表一 散热盘P ：质量m= (K g ) ；半径=P R (cm ) ；厚=P h (cm )表二 橡皮盘B ：直径B d = (cm)； 厚=B h (cm)211= (℃2= (℃表四 散热盘自然冷却时温度记录散热速率=∆∆tθ= ℃/s （三位有效数字） 要求写出计算过程，并画出散热曲线！修正系数222P PP PR h R h ++=导热系数221)(4)22()2(2BBP P P P d h h R h R tmc πθθθλθθ-++∆∆==== 11W m K --（三位有效数字） 要求代入数据写出计算过程，并计算出最终结果！【思考题】1、应用稳态法是否可以测量良导体的导热系数如可以，对实验样品有什么要求实验方法与测不良导体有什么区别2、散热盘下方的轴流式风扇器什么作用如果它不工作时，实验能否进行3、本实验中产生系统误差的主要原因来那些方面可以采取哪些措施使之减小或消除讲义二：用稳态法测量不良导体的导热系数【实验目的】1、感知热传导现象的物理过程；2、学习用稳态法测量不良导体的导热系数；3、学习利用物体的散热速率测量传热速率；4、学习用温差电偶测量温度的原理和方法。
【实验仪器和用具】导热系数测定仪（FD—TC—II）、橡皮圆盘（待测样品）、温差电偶（2对）、保温杯、数字式电压表（FPZ—II）、9Q连接线、电子秒表、游标卡尺、电子天平、冰块。
【实验原理】1、傅里叶热传导方程导热系数（热导率）是反映材料导热性能的物理量。
测定材料的导热系数在设计和制造加热器、散热器、传热管道、冰箱、节能房屋等工程技术及很多科学实验中都有非常重要的应用。
图（一）2 h1如图（一）所示。
设一粗细均匀的圆柱体横截面积为S ，高为h 。
经加热后，上端温度为1T ，下端温度为2T ，12T T >，热量从上端流向下端。
若加热一段时间后，内部各个截面处的温度达到恒定，此时虽然各个截面的温度不等，但相同的时间内流过各截面的热量必然相等（设侧面无热量散失），这时热传递达到动态平衡，整个导体呈热稳定状态。
法国数学家、物理学家傅里叶给出了此状态下的热传递方程12T T QS t hλ-∆=∆ （1） Q ∆是t ∆时间内流过导体截面的热量，Qt∆∆叫传热速率。
比例系数λ就是材料的导热系数（热导率），单位是()W m K 瓦米开。
在此式中，S 、h 和1T 、2T 容易测得，关键是如何测得传热速率Qt∆∆。
2、用稳态法间接测量传热速率如图二所示，将待测样品夹在加热盘与散热盘之间，且设热传导已达到稳态。
由（1）式可知，加热盘的传热速率为22121212()144T T T T d T T Q S d t h h hλπλλπ---∆===∆ （2） d 为样品的直径，h 为样品的厚度。
散热盘的散热速率为2T T Q T Cm t t=∆∆=∆∆ （3）C 为散热盘材料的比热，m 为散热盘的质量，2T T T t =∆∆表示散热盘在温度是2T 时的冷却速率。
（2）、（3）两式右边相等：2212()4T T d T T TCmhtλπ=-∆=∆，T 2T 加热铜盘 待测样品图二22124()T T Cmh T d T T tλπ=∆∴=-∆ （4）（4）式表明，无需直接测量传热速率Qt∆∆，但必须测量散热盘在稳态温度2T 时的冷却速率Tt∆∆，测量冷却速率的方法是，在读取稳态温度1T 、2T 后。
将样品盘抽走，用加热盘与散热盘直接接触，给散热盘加热，使散热盘的温度升高到高于2T 的某个适当值；然后再移开加热盘，让散热盘在空气中作自然冷却，每隔一定的时间测一次温度值，即可求出在2T 附近的冷却速率Tt∆∆。
但必须注意的是，散热盘在稳态时的冷却上表面是被样品覆盖着的，只有下表面和侧面散热，现在自然冷却所有的表面都是暴露的。