空气导热系数的测量原理

空气的绝热系数的测量

空气的绝热系数的测量
空气的绝热系数是描述空气热传导能力的物理量，通常用来评估建筑物的保温性能。

测量空气的绝热系数是非常重要的，因为这对于建筑工程设计和环境监测都具有重要意义。

为了测量空气的绝热系数，需要一台绝热仪器。

这种仪器有两个相互绝缘的金属板，中间夹了一层空气。

金属板之间的热传导取决于空气的热传导能力，因此可以通过测量板之间的温差和其他参数来计算空气的绝热系数。

在测量空气的绝热系数之前，需要先了解空气的物理性质，如密度、热容和导热系数等。

这些参数可以通过实验室测量或查阅相关资料获得。

另外，还需要注意测量的环境条件，如温度、湿度等，这些条件可能会影响测量结果。

在进行测量时，需要将绝热仪器放置在恒温箱内，或在恒温室中进行测量，以保证测量环境的恒定。

然后在仪器中加入空气，并等待一段时间以使其达到稳态。

接着，测量仪器的温度和其他参数，然后按照一定的公式计算空气的绝热系数。

需要注意的是，由于空气的绝热系数通常很小，因此需要使用高灵敏
度的仪器和精确的测量方法才能得到准确的结果。

而且，在测量时还需要注意排除各种干扰因素，如热辐射、湿度等，以保证测量的精度和可靠性。

总之，空气的绝热系数是评估建筑保温性能的重要参数，测量空气的绝热系数需要使用专业的仪器和科学的方法，以保证测量结果的准确性和可靠性。

对于建筑工程设计和环境监测等领域，掌握空气绝热系数的测量方法和技术都具有重要意义。

稳态法测量导热系数

稳态法测量导热系数TC—3型导热系数测定仪实验讲义杭州富阳精科仪器有限公司（原杭州富阳电表厂）导热系数的测量导热系数是表征物质热传导性质的物理量。

材料结构的变化与含杂志等因素都会对导热数产生明显的影响，因此，材料的导热系数常常需要通过试验来具体测定。

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，另一类为动态法。

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布，然后进行测量。

而在动态法中，待测样品的温度分布是随时间变化的，例如按周期性变化等。

本试验采用稳态进行测量。

【试验目的】用稳态法侧出不良导热体的导热系数，并与理论值进行比较。

【试验原理】根据傅立叶导热方程式，在物体内部，取两个垂直与热传导方向、彼此间相距为h 、温度分别为T1、T2的平行平面（设T1>T2）,若平面面积为S,在△t 时间内通过面积S 的热量△Q 满足下述表达式:Q t ∆∆=λS 12T T h- (1) 式中Qt∆∆为热流量,λ即为该物质的热导率(又称作导热系数),λ在数值上等于相距单位长度的两平面的温度相差1个单位时,单位时间内通过单位面积的热量,其单位是W 11m k --⋅⋅。

本试验仪器如图所示：图 1 稳态法测定导热系数试验组装图在支架上先放上圆铜盘P ，在P 的上面放上待侧样品B （圆盘形的不良导体），再把带发热器的圆铜盘A 放在B 上，发热器通电后，热量从A 传到B 盘，在传到P 盘，由于A 、P 盘都是良导体，其温度即可以代表B 盘上、下表面的温度T1、T2，T1、T2分别由插入A 、 P 盘边缘小孔热电偶E 来测量。

热电偶的冷端则浸在杜瓦瓶中的冰水混合物中，通过“传感切换”开关G ，切换A 、P 盘中的热电偶与数字电压表的连接回路。

由式（1）可以知道，单位时间内通过待测样品B 任一圆截面的热流量为Qt=λ12T T hb -πR 2B（2）公式中R B 为样品的半径，h B 为样品的厚度，当然传导达到稳定状态时，T 1、T 2的值不变，于是通过B 盘上表面的热流量与由铜盘P 向周围环境散热的速度相等，因此，可通过铜盘P 在稳定温度T 2时的散热速度来求出热流量Qt∆∆。

导热系数实验报告

用稳态法测定金属、空气、橡皮的导热系数。

二、【实验仪器】导热系数测定仪、铜-康导热电偶、游标卡尺、数字毫伏表、台秤（公用）、杜瓦瓶、秒表、待测样品（橡胶盘、铝芯）、冰块三、【实验原理】1、良导体（金属、空气）导热系数的测定根据傅里叶导热方程式，在物体内部，取两个垂直于热传导方向、彼此间相距为h 、温度分别为O K 6：的平行平面（设0/5）,若平面面积均为S,在△『时间内通过面积S 的热量A0免租下述表达式：△0 一胭 ©一2)A/ h(3-26-1)& & &丙1T7T\ *TV T*?r»*7 TT m R式中，普为热流量；2即为该物质的导热系数，兄在数值上等于相距单位长度的两平面的温度相差1个单位时，单位时间内通过单位面积的热量，其单位是W/（加・K ）。

在支架上先放上圆铜盘P,在P 的上面放上待测样品B,再把带发热器的圆铜盘A 放在B 上，发热器通电后，热量从A 盘传到B 盘，再传到P 盘，由于A,P 都是良导体，其温度即可以代表B 盘上、下表面的温度X 、02, Ox. 02分别插入A 、 P 盘边缘小孔的热电偶E 来测量。

热电偶的冷端则浸在杜瓦瓶中的冰水混合物中，通过“传感器切换”开关G,切换A 、P 盘中的热电偶与数字电压表的连接回路。

由式（3-26-1）可以知道，单位时间内通过待测样品B 任一圆截面的热流量为咚=久©_&2）凤（3-26-2）式中，弘为样品的半径，矗为样品的厚度。

当热传导达到稳定状态时，X 和5的值不变，遇事通过B 盘上表面的热流量与由铜盘P 向周围环境散热的速率相等，因此，可通过铜盘P 在稳定温度匚的散热速率来求出热流量昱。

实验中，在读得稳定时0】和匹后，即可将B 盘移去，而使A 盘的底面与铜盘P 直接接触。

当铜盘P 的温度上升到高于稳定时的0：值若干摄氏度后，在将A 移开，让P 自然冷却。

化工原理实验(四)空气-蒸汽对流给热系数测定

化工原理实验（四）空气－蒸汽对流给热系数测定一、实验目的1、了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。

2、掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。

3、学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。

二、基本原理在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。

如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。

达到传热稳定时，有()()()()mm W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ∆=-=-=-=-=221112222111αα （4－1）Tt图4－1间壁式传热过程示意图式中：Q －传热量，J / s ；m 1 －热流体的质量流率，kg / s ； c p 1 －热流体的比热，J / (kg ∙℃)； T 1 －热流体的进口温度，℃； T 2 －热流体的出口温度，℃； m 2 －冷流体的质量流率，kg / s ； c p 2 －冷流体的比热，J / (kg ∙℃)； t 1 －冷流体的进口温度，℃； t 2 －冷流体的出口温度，℃；α1 －热流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m 2 ∙℃)；A 1 －热流体侧的对流传热面积，m 2；()m W T T -－热流体与固体壁面的对数平均温差，℃；α2 －冷流体与固体壁面的对流传热系数，W / (m 2 ∙℃)；A 2 －冷流体侧的对流传热面积，m 2；()m W t t - －固体壁面与冷流体的对数平均温差，℃；K －以传热面积A 为基准的总给热系数，W / (m 2 ∙℃)； m t ∆－冷热流体的对数平均温差，℃；热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算，()()()22112211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----=- （4－2）式中：T W 1 －热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；T W 2 －热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。

空气间层导热系数

空气间层导热系数空气是我们生活中最常接触到的介质之一，它具有导热的性质。

而导热系数是衡量物质导热性能的重要参数之一。

本文将围绕空气的导热系数展开讨论，从导热系数的定义、影响因素、测量方法以及其在实际应用中的意义等方面进行阐述。

一、导热系数的定义导热系数是指单位时间内单位面积上单位温度差引起的热量传导的量度，用符号λ表示，单位是W/(m·K)。

导热系数越大，表示物质导热性能越好，热量传导速度越快。

二、导热系数的影响因素1. 温度：导热系数随温度的升高而增大。

在常温下，空气的导热系数较低，大约为0.024W/(m·K)。

2. 湿度：空气中的水分含量会影响其导热系数。

湿度较高时，空气中的水分分子会增加热量的传导，导热系数会增大。

3. 压力：空气的导热系数受压力的影响较小，在常压下导热系数变化不大。

三、导热系数的测量方法测量空气的导热系数需要借助专用的实验设备，常用的方法有热板法、热流计法和热线法等。

1. 热板法：通过在样品上施加恒定的热流，测量样品两侧的温度差，从而计算出导热系数。

该方法适用于导热系数较小的样品。

2. 热流计法：利用热流计测量样品中的热流量，并测量样品两侧的温度差，通过计算得到导热系数。

该方法适用于导热系数较大的样品。

3. 热线法：在样品中放置带有热电阻的热线，通过测量热线两侧的温度差以及热线的电阻变化来计算导热系数。

该方法适用于导热系数较小的样品。

四、导热系数在实际应用中的意义导热系数是制定建筑隔热材料标准的重要参数之一。

在建筑工程中，选择合适的隔热材料可以有效提高建筑物的保温性能，减少能源消耗。

导热系数的大小直接影响着隔热材料的性能和使用效果。

导热系数还在其他领域中有着广泛的应用。

例如，电子器件散热设计中需要考虑材料的导热性能，以确保器件的正常运行；工业生产中需要控制物料的温度分布，导热系数对于热传导过程的研究具有重要意义。

空气的导热系数是衡量空气导热性能的重要参数，它受温度、湿度和压力等因素的影响，可以通过热板法、热流计法和热线法等方法进行测量。

稳态法测量导热系数

稳态法测量导热系数TC—3型导热系数测定仪实验讲义杭州富阳精科仪器有限公司（原杭州富阳电表厂）导热系数的测量导热系数是表征物质热传导性质的物理量。

材料结构的变化与含杂志等因素都会对导热数产生明显的影响，因此，材料的导热系数常常需要通过试验来具体测定。

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，另一类为动态法。

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布，然后进行测量。

而在动态法中，待测样品的温度分布是随时间变化的，例如按周期性变化等。

本试验采用稳态进行测量。

【试验目的】用稳态法侧出不良导热体的导热系数，并与理论值进行比较。

【试验原理】根据傅立叶导热方程式，在物体内部，取两个垂直与热传导方向、彼此间相距为h 、温度分别为T1、T2的平行平面（设T1>T2）,若平面面积为S,在△t 时间内通过面积S 的热量△Q 满足下述表达式:Q t ∆∆=λS 12T T h- (1) 式中Qt∆∆为热流量,λ即为该物质的热导率(又称作导热系数),λ在数值上等于相距单位长度的两平面的温度相差1个单位时,单位时间内通过单位面积的热量,其单位是W 11m k --⋅⋅。

本试验仪器如图所示：图 1 稳态法测定导热系数试验组装图在支架上先放上圆铜盘P ，在P 的上面放上待侧样品B （圆盘形的不良导体），再把带发热器的圆铜盘A 放在B 上，发热器通电后，热量从A 传到B 盘，在传到P 盘，由于A 、P 盘都是良导体，其温度即可以代表B 盘上、下表面的温度T1、T2，T1、T2分别由插入A 、 P 盘边缘小孔热电偶E 来测量。

热电偶的冷端则浸在杜瓦瓶中的冰水混合物中，通过“传感切换”开关G ，切换A 、P 盘中的热电偶与数字电压表的连接回路。

由式（1）可以知道，单位时间内通过待测样品B 任一圆截面的热流量为Qt=λ12T T hb -πR 2B（2）公式中R B 为样品的半径，h B 为样品的厚度，当然传导达到稳定状态时，T 1、T 2的值不变，于是通过B 盘上表面的热流量与由铜盘P 向周围环境散热的速度相等，因此，可通过铜盘P 在稳定温度T 2时的散热速度来求出热流量Qt∆∆。

试验三空气-水对流给热系数测定

实验三空气－水对流给热系数测定一、实验目的1. 测定套管换热器中空气—水系统的传热系数；2. 测定不同的热空气流量时，Nu与Re之间的关系，并得到准数方程式；二、基本原理1. 测定传热系数K根据传热速率方程式（1）（2）实验时，若能测定或确定Q、t m和A，则可测定K。

（1）传热速率在不考虑热损失的条件下（3）式中：—空气的质量流量，kg/s，，为空气的容积流量，m3/s，ρ为空气的密度，kg/m3；—空气的定压比热，J/(kg·K)；—空气的进、出口温度，℃。

（2）传热推动力t m（4）式中：，—冷却水出口温度，℃，—冷却水进口温度，℃（3）传热面积（5）式中：L—传热管长度，m ；d—传热管内径，m 。

2. 求Nu与Re的定量关系式由因次分析法可知，空气在圆形直管中强制湍流时的传热膜系数符合下列准数关联式：或（6）式中：A，n—待定系数及指数；—定性温度下空气的导热系数，W/(m·K);—空气的流速,m/s, ;μ—空气的粘度,kg/(m·s);—管壁对空气的传热膜系数,W/(m2·K)。

在水—空气换热系统中，若忽略管壁与污垢的热阻，则总传热系数K与传热膜系数的关系为:式中：—管壁对水的传热膜系数,W/(m2·K)—管壁对空气的传热系数,W/(m2·K)本实验中保持水在套管环隙间的高速流动，且由于水的比热较大，因此水的进、出口温度变化很小，管壁对水的传热系数较管壁对空气的传热系数大得多，即，这样总传热系数近似等于管壁对空气的传热系数：实验中通过调节空气的流量，测得对应的传热系数，然后将实验数据整理为Re及Nu，再将所得的一系列Nu-Re数据，通过用双对数坐标纸作图或回归分析法求得待定系数A和指数n，进而得到准数方程式。

三、实验装置如图1所示，实验装置由加热器1、夹套换热器14、15、风机7和流量计2、10等组成。

换热器的内管14为φ30×2mm的铜管,有效长度为2000mm。

实验7. 空气-蒸汽对流给热系数的测定

实验7. 空气－蒸汽对流给热系数的测定一、实验目的1.熟悉传热过程及间壁式换热器的结构，掌握热电阻的测温方法；2.观察蒸汽在水平冷凝管外壁上的冷凝现象，测定对流给热系数h ；3.测定努塞尔数Nu 与雷诺数e R 之间的关系，并确定它们的关联式；4.了解强化传热的途径，分析热交换过程的影响因素。

二、基本原理工业生产中冷流体和热流体常通过固体壁面进行热量交换，此种换热方式称为间壁式传热。

间壁式传热过程是由热流体对固体壁面的对流传热、固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热过程组成，间壁式传热过程如图2—10所示。

当传热过程达到稳定时，它们有如下关系：图2—10 间壁式传热过程示意图()()()()112122121122m p m p W W m M mq c t t q c T T h A t t h A T T KA t Φ=-=-=-=-=∆ （2—45）式中：Φ—传热速率，W ；q m1、q m2 —冷、热流体的质量流量，1kg s -⋅； c p1、c p2 —冷、热流体的比热容，11kJ kg K --⋅⋅；T 1 、T 2—热流体的进出口温度，K ； t 1、t 2 —冷流体的进出口的度，K ；A 1、A 2—冷、热流体侧的对流传热面积，m 2；12,h h —冷、热流体与固体壁面的对流给热系数，21W m K --⋅⋅； ()W m t t -、()W m T T -—冷、热流体与固体壁面的对数平均温度差，K ；K —总传热系数，21W m K --⋅⋅； A —传热面积，m 2；m t ∆—对数平均温度差，K ；热流体与固体壁面的对数平均温差可由下式计算()()()22112211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----=- （2－46）式中：12,W W T T —热流体进出口处热流体侧壁面的温度，K 。

固体壁面与冷流体的对数平均温差可由下式求得()()()22112211ln t t t t t t t t t t W W W W m W -----=- （2－47）式中：12,W W t t —冷流体进出口处冷流体侧壁面的温度，K ；冷热流体间的对数平均温度差可由下式计算()()12211221ln m T t T t t T t T t ---∆=-- （2—48）在套管式换热器中，由于水蒸气通过套管的环隙，冷空气或水通过内管间，测定对流给热系数时，由式（2—45）可得内管内壁面与冷空气或水的对流给热系数()()112111p W mm c t t h A t t -=- （2—49）实验中，要测定内管的壁温t w1和t w2，冷空气或水的进出口温度t 1和t 2；实验用套管的长度l ，内径d 1，换热面积11A d l π=，冷流体的质量流量及比热容，即可求得对流给热系数h 1。

导热系数的测量实验分析报告

导热系数的测量实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：导热系数的测量导热系数（又称导热率）是反映材料热性能的重要物理量，导热系数大、导热性能好的材料称为良导体，导热系数小、导热性能差的材料称为不良导体。

一般来说，金属的导热系数比非金属的要大，固体的导热系数比液体的要大，气体的导热系数最小。

因为材料的导热系数不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响导热系数的数值，所以在科学实验和工程设计中，所用材料的导热系数都需要用实验的方法精确测定。

一．实验目的1．用稳态平板法测量材料的导热系数。

2．利用稳态法测定铝合金棒的导热系数，分析用稳态法测定不良导体导热系数存在的缺点。

二．实验原理热传导是热量传递过程中的一种方式，导热系数是描述物体导热性能的物理量。

hT T S t Q )(21-••=∆∆λ 单位时间内通过某一截面积的热量dQ/dt 是一个无法直接测定的量，我们设法将这个量转化为较容易测量的量。

为了维持一个恒定的温度梯度分布，必须不断地给高温侧铜板加热，热量通过样品传到低温侧铜板，低温侧铜板则要将热量不断地向周围环境散出。

单位时间通过截面的热流量为：B B h T T R t Q )(212-•••=∆∆πλ当加热速率、传热速率与散热速率相等时，系统就达到一个动态平衡，称之为稳态，此时低温侧铜板的散热速率就是样品内的传热速率。

这样，只要测量低温侧铜板在稳态温度 T2 下散热的速率，也就间接测量出了样品内的传热速率。

但是，铜板的散热速率也不易测量，还需要进一步作参量转换，我们知道，铜板的散热速率与冷却速率（温度变化率）dQ/dt=-mcdT/dt 式中的 m 为铜板的质量， C 为铜板的比热容，负号表示热量向低温方向传递。

由于质量容易直接测量，C 为常量，这样对铜板的散热速率的测量又转化为对低温侧铜板冷却速率的测量。

导热系数的测定

导热系数的测定讲义⼀：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【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 B Q S d t h h θθθθδλλπδ--== （1）其tQ δδ为单位时间传过的热量（⼜称热流量），与λ为导热系数（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，每秒通过单位⾯积的热量，单位为C m W 0//。

不良导体的导热系数⼀般很⼩，例如，矿渣棉为0.058，⽯棉板为0.12，松⽊为0.15～0.35，混凝⼟板为0.87，红砖为0.19，橡胶为0.22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4.0×210。

以上各量单位是C m W 0//。

2、稳态温度和热流量的测量（1）稳态温度测量如图（⼆）所⽰，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θθ加热铜盘待测样品散热铜盘图（⼆）1θ2θB h速率相等。

因此可以通过散热盘P 在稳态温度2θ时的散热速率来求出通过样品传递的热流量δδ。

（2）热流量的测量当测得稳态时的样品上下表⾯温度1θ和2θ后，将样品B 抽去，让加热盘C 与散热盘P 接触，使散热盘的温度上升⾼到其稳态2θ时的5℃以上，再移开加热盘，让散热盘在风扇作⽤下冷却，记录散热盘温度θ随时间t 的下降情况，便可求出散热盘在其稳态2θ处的冷却速率2θθθ=??t ，则散热盘P 在2θ时的散热速率为：2θθθ=??t mc（2）其中m 为散热盘P 的质量，c 为其⽐热容。

导热系数的测定实验

导热系数的测定实验导热系数的测定由于温度不均匀，热量会从温度高的地方向温度低的地方转移，这种现象叫做热传导。

热传导是由物质内部分子，原子和自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。

热传导的机理非常复杂，对流体特别是气体而言，由于温度是气体平均动能的量度，高温区分子运动速度比低温区分子要快，分子连续无规则运动，通过互相碰撞交换能量和动量，热量就由高温区向低温区转移，简而言之，气体的热传导是由于分子不规则的热运动引起的；液体热传导的机理与气体类似，但是液体分子间距要小得多，分子力场对分子碰撞过程中能量交换影响很大；而固体是通过晶格振动和自由电子迁移传导热量，自由电子传递的能量比晶格振动传递的能量大得多。

金属固体的导热主要通过自由电子的迁移传递热量；对于非金属固体内部的热传导是通过相邻分子在碰撞时传递振动能实现的。

热传导是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各个研究领域的课题。

导热系数（又称导热率）是反映材料热性能的重要物理量，导热系数大、导热性能好的材料称为良导体，导热系数小、导热性能差的材料称为不良导体。

一般来说，金属的导热系数比非金属的要大，固体的导热系数比液体的要大，气体的导热系数最小。

因为材料的导热系数不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响导热系数的数值，所以在科学实验和工程设计中，所用材料的导热系数都需要用实验的方法精确测定。

测量导热系数的实验方法一般分为稳态法和动态法两类。

在稳态法中，先利用热源对样品加热，样品内部的温差使热量从高温向低温处传导，样品内部各点的温度将随加热快慢和传热快慢的影响而变动；当适当控制实验条件和实验参数使加热和传热的过程达到平衡状态，则待测样品内部可能形成稳定的温度分布，根据这一温度分布就可以计算出导热系数。

而在动态法中，最终在样品内部所形成的温度分布是随时间变化的，如呈周期性的变化，变化的周期和幅度亦受实验条件和加热快慢的影响，与导热系数的大小有关。

导热系数的测定实验

导热系数的测定由于温度不均匀，热量会从温度高的地方向温度低的地方转移，这种现象叫做热传导。

热传导是由物质内部分子，原子和自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递现象。

热传导的机理非常复杂，对流体特别是气体而言，由于温度是气体平均动能的量度，高温区分子运动速度比低温区分子要快，分子连续无规则运动，通过互相碰撞交换能量和动量，热量就由高温区向低温区转移，简而言之，气体的热传导是由于分子不规则的热运动引起的；液体热传导的机理与气体类似，但是液体分子间距要小得多，分子力场对分子碰撞过程中能量交换影响很大；而固体是通过晶格振动和自由电子迁移传导热量，自由电子传递的能量比晶格振动传递的能量大得多。

金属固体的导热主要通过自由电子的迁移传递热量；对于非金属固体内部的热传导是通过相邻分子在碰撞时传递振动能实现的。

热传导是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各个研究领域的课题。

导热系数（又称导热率）是反映材料热性能的重要物理量，导热系数大、导热性能好的材料称为良导体，导热系数小、导热性能差的材料称为不良导体。

一般来说，金属的导热系数比非金属的要大，固体的导热系数比液体的要大，气体的导热系数最小。

因为材料的导热系数不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响导热系数的数值，所以在科学实验和工程设计中，所用材料的导热系数都需要用实验的方法精确测定。

测量导热系数的实验方法一般分为稳态法和动态法两类。

在稳态法中，先利用热源对样品加热，样品内部的温差使热量从高温向低温处传导，样品内部各点的温度将随加热快慢和传热快慢的影响而变动；当适当控制实验条件和实验参数使加热和传热的过程达到平衡状态，则待测样品内部可能形成稳定的温度分布，根据这一温度分布就可以计算出导热系数。

而在动态法中，最终在样品内部所形成的温度分布是随时间变化的，如呈周期性的变化，变化的周期和幅度亦受实验条件和加热快慢的影响，与导热系数的大小有关。

导热系数的测量实验报告

导热系数的测量导热系数（又称导热率）是反映材料热性能的重要物理量，导热系数大、导热性能好的材料称为良导体，导热系数小、导热性能差的材料称为不良导体。

一般来说，金属的导热系数比非金属的要大，固体的导热系数比液体的要大，气体的导热系数最小。

因为材料的导热系数不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响导热系数的数值，所以在科学实验和工程设计中，所用材料的导热系数都需要用实验的方法精确测定。

一．实验目的1．用稳态平板法测量材料的导热系数。

2．利用稳态法测定铝合金棒的导热系数，分析用稳态法测定不良导体导热系数存在的缺点。

二．实验原理热传导是热量传递过程中的一种方式，导热系数是描述物体导热性能的物理量。

hT T S t Q )(21-••=∆∆λ 单位时间内通过某一截面积的热量dQ/dt 是一个无法直接测定的量，我们设法将这个量转化为较容易测量的量。

为了维持一个恒定的温度梯度分布，必须不断地给高温侧铜板加热，热量通过样品传到低温侧铜板，低温侧铜板则要将热量不断地向周围环境散出。

单位时间通过截面的热流量为：B B h T T R t Q )(212-•••=∆∆πλ当加热速率、传热速率与散热速率相等时，系统就达到一个动态平衡，称之为稳态，此时低温侧铜板的散热速率就是样品内的传热速率。

这样，只要测量低温侧铜板在稳态温度 T2 下散热的速率，也就间接测量出了样品内的传热速率。

但是，铜板的散热速率也不易测量，还需要进一步作参量转换，我们知道，铜板的散热速率与冷却速率（温度变化率）dQ/dt=-mcdT/dt 式中的 m 为铜板的质量， C 为铜板的比热容，负号表示热量向低温方向传递。

由于质量容易直接测量，C 为常量，这样对铜板的散热速率的测量又转化为对低温侧铜板冷却速率的测量。

铜板的冷却速率可以这样测量：在达到稳态后，移去样品，用加热铜板直接对下铜板加热，使其温度高于稳态温度 T2（大约高出 10℃左右），再让其在环境中自然冷却，直到温度低于 T2，测出温度在大于T2到小于T2区间中随时间的变化关系，描绘出 T —t 曲线（见图 2），曲线在T2处的斜率就是铜板在稳态温度时T2下的冷却速率。

空气-蒸汽给热系数测定实验报告

一、实验课程名称：化工原理二、实验项目名称：空气－蒸汽对流给热系数测定三、实验目的和要求：1、了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。

2、掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。

3、学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。

四、实验内容和原理实验内容：测定不同空气流量下进出口端的相关温度，计算α，关联出相关系数。

实验原理：在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。

如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。

达到传热稳定时，有()()()()m m W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ∆=-=-=-=-=221112222111αα （4－1）热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算，()()()22112211lnW W W W m W T T T T T T T T T T -----=- （4－2）式中：T W 1 －热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；T W 2 －热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。

固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算，()()()22112211ln t t t t t t t t t t W W W W m W -----=- （4－3）式中：t W 1 －冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；t W 2 －冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。

热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—4）计算，()()12211221m t T t T ln t T t T t -----=∆ （4－4）当在套管式间壁换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时，则由式（4－1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数，()()MW p t t A t t c m --=212222α （4－5）δTT W t Wt图4－1间壁式传热过程示意图实验中测定紫铜管的壁温t w1、t w2；冷空气或水的进出口温度t 1、t 2；实验用紫铜管的长度l 、内径d 2，l d A 22π=；和冷流体的质量流量，即可计算α2。

空气水蒸气对流给热系数测定实验报告

一．实验课程名称化工原理二．实验项目名称空气－蒸汽对流给热系数测定三、实验目的和要求1、了解间壁式传热元件，掌握给热系数测定的实验方法。

2、掌握热电阻测温的方法，观察水蒸气在水平管外壁上的冷凝现象。

3、学会给热系数测定的实验数据处理方法，了解影响给热系数的因素和强化传热的途径。

四．实验内容和原理实验内容：测定不同空气流量下进出口端的相关温度，计算α，关联出相关系数。

实验原理：在工业生产过程中，大量情况下，冷、热流体系通过固体壁面（传热元件）进行热量交换，称为间壁式换热。

如图(4－1)所示，间壁式传热过程由热流体对固体壁面的对流传热，固体壁面的热传导和固体壁面对冷流体的对流传热所组成。

达到传热稳定时，有()()()()m m W M W p p t KA t t A T T A t t c m T T c m Q ∆=-=-=-=-=221112222111αα （4－1）热流体与固体壁面的对数平均温差可由式（4—2）计算， ()()()22112211ln W W W W m W T T T T T T T T T T -----=- （4－2）式中：T W 1 －热流体进口处热流体侧的壁面温度，℃；T W 2 －热流体出口处热流体侧的壁面温度，℃。

固体壁面与冷流体的对数平均温差可由式（4—3）计算，()()()22112211lnt t t t t t t t t t W W W W m W-----=- （4－3）式中：t W 1 －冷流体进口处冷流体侧的壁面温度，℃；t W 2 －冷流体出口处冷流体侧的壁面温度，℃。

热、冷流体间的对数平均温差可由式（4—4）计算，()()12211221m t T t T ln t T t T t -----=∆ （4－4）当在套管式间壁换热器中，环隙通以水蒸气，内管管内通以冷空气或水进行对流传热系数测定实验时，则由式（4－1）得内管内壁面与冷空气或水的对流传热系数，()()MW p t t A t t c m --=212222α（4－5）实验中测定紫铜管的壁温t w1、t w2；冷空气或水的进出口温度t 1、t 2；实验用紫铜管的长度l 、内径d 2，l d A 22π=；和冷流体的质量流量，即可计算α2。

导热系数

导热系数的测量【实验目的】用稳态法测定出不良导热体的导热系数，并与理论值进行比较。

【实验仪器】导热系数测定仪、铜－康铜热电器、游标卡尺、数字毫伏表、台秤（公用）、杜瓦瓶、秒表、待测样品（橡胶盘、铝芯）、冰块。

【实验原理】：根据傅里叶导热方程式，在物体内部，取两个垂直导热方向、彼此间相距h 、温度分别为T 1和T 2的平行平面（设），若平面面积均为s ，在时间内通过面积的热量满足下述表达式：hT T s t Q)(21-=∆∆λ (3-26-1)式中，tQ∆∆为热容量；λ即为该物质的导热系数（又称作热导率），λ在数值上等于相距单位长度的两平面的温度相差1个单位时，单位时间内通过单位面积的热量，其单位是W/（ｍ•K ）。

在支架上先放上圆铜盘P ，在P 的上面放上待测样品B （圆盘形的不良导体），再把带发热器的圆铜盘A 放在B 上，发热器通电后，热量从A 盘传到B 盘，再传到P 盘，由于A 、P 盘都是良导体，其温度即可以代表B 盘上、下表面的温度T I 、T 2,T 1、T 2，分别由插入A 、P 盘边缘小孔的热电偶E 来测量。

热电偶的冷端则浸在杜瓦瓶中的冰水混合物中，通过“传感器切换”开关G ，切换A 、P 盘中的热电偶与数字电压表的连接回路。

由式（3-26-1）可以知道，单位时间内通过待测样品B 任一圆截面的热流量为221)(B BR h T T t Qπλ-=∆∆ (3-26-2) 因此，可通过铜盘P 盘稳定温度T 2时的散热速率来求出热流量tQ∆∆。

实验中，在读得稳定时，T 1和T 2后，即可将B 盘移去，而使A 盘的底面与铜盘P 直接接触。

当铜盘P 的温度上升到高于稳定时T 2的值若干摄氏度后，再将圆盘A 移开，让铜盘P 自然冷却。

观察其温度T 随时间t 变化情况，P 然后由此求出铜盘在T 2的冷却速率2T T tT =∆∆，而mc2T T tT =∆∆（m 为铜盘P 的质量，c 为铜材的比热容）,就是铜盘在T 的散热速率。

导热系数测量实验报告

导热系数测量实验报告一、实验目的导热系数是表征材料导热性能的重要参数，准确测量材料的导热系数对于研究材料的热传递特性、优化热设计以及保证热设备的正常运行具有重要意义。

本实验的目的是通过实验方法测量不同材料的导热系数，并掌握导热系数测量的基本原理和实验技能。

二、实验原理导热系数的测量方法有多种，本次实验采用稳态法测量。

稳态法是指在传热过程达到稳定状态时，通过测量传热速率和温度梯度来计算导热系数。

在实验中，将待测材料制成一定形状和尺寸的样品，放置在两个平行的热板之间。

其中一个热板作为热源，保持恒定的温度＄T_1$；另一个热板作为冷源，保持恒定的温度＄T_2$（＄T_1 ＞ T_2$）。

当传热达到稳定状态时，通过样品的热流量＄Q$ 等于样品在温度梯度＄＼frac{dT}｛dx}＄方向上的导热量。

根据傅里叶定律，热流量＄Q$ 与温度梯度＄＼frac{dT}｛dx}＄和传热面积＄A$ 成正比，与导热系数＄＼lambda$ 成反比，即：＄Q ＝＼lambda A\frac{dT}｛dx}＄在实验中，通过测量热板的温度＄T_1$ 和＄T_2$，以及样品的厚度＄d$ 和传热面积＄A$，可以计算出温度梯度＄＼frac{dT}｛dx} ＝＼frac{T_1 T_2}｛d}＄。

同时，通过测量加热功率＄P$，可以得到热流量＄Q ＝ P$。

将这些测量值代入上述公式，即可计算出材料的导热系数＄＼lambda$。

三、实验设备1、导热系数测量仪：包括加热装置、冷却装置、温度传感器、测量电路等。

2、待测样品：本实验选用了几种常见的材料，如铜、铝、橡胶等。

3、游标卡尺：用于测量样品的尺寸。

四、实验步骤1、准备样品用游标卡尺测量样品的厚度、长度和宽度，记录测量值。

确保样品表面平整、无缺陷，以保证良好的热接触。

2、安装样品将样品放置在导热系数测量仪的两个热板之间，确保样品与热板紧密接触。

调整热板的位置，使样品处于均匀的温度场中。

3、设定实验参数设置加热板的温度＄T_1$ 和冷却板的温度＄T_2$，通常＄T_1 T_2$ 的差值在一定范围内。

空气间层导热系数

空气间层导热系数空气是一种常见的物质，它具有很多特性，其中之一就是导热性能。

导热系数是描述物质导热性能的重要指标之一。

本文将以空气的导热系数为主题，详细介绍导热系数的概念、影响因素以及其在实际应用中的意义。

一、导热系数的定义导热系数，也称为热传导系数或热导率，是指单位时间内单位面积上热量通过物质传导的能力。

它是衡量物质导热性能的一个重要参数，通常用λ表示。

导热系数越大，表示物质导热能力越强，热量传导速度越快。

二、导热系数的影响因素1. 温度：导热系数随温度的升高而增大。

这是因为温度升高会增加分子热运动的速度和能量，导致热量更快地传递。

2. 组成成分：不同物质的导热系数差异很大，主要取决于物质的分子结构和化学成分。

纯金属通常具有较高的导热系数，而非金属材料如塑料、木材等导热系数较低。

3. 密度：一般情况下，密度越大，导热系数越大。

这是因为密度高的物质分子之间的距离更近，热量传导更快。

4. 含水量：水分可以影响空气的导热系数。

含水量越高，导热系数越大。

这是因为水分分子具有较高的导热系数，能够加快热量的传递。

5. 孔隙率：空气中的孔隙率越高，导热系数越小。

这是因为孔隙可以降低空气分子的传热路径，减少热量的传递速度。

三、导热系数的应用意义导热系数在工程领域有着广泛的应用。

首先，在建筑领域中，了解不同材料的导热系数可以帮助选择合适的保温材料，以降低能源消耗和减少热能损失。

其次，在电子工业中，了解材料的导热系数有助于设计散热系统，确保电子设备的正常运行。

此外，在制冷技术中，导热系数的了解可以帮助优化制冷设备的设计，提高制冷效果。

四、导热系数的测量方法常见的测量导热系数的方法有热流法、热板法、热管法等。

其中，热流法是最常用的方法之一。

该方法通过在样品上施加一定的热流，测量样品两侧的温度差，从而计算得到导热系数。

五、导热系数的单位导热系数的国际单位制（SI）单位为瓦特/米·开尔文（W/m·K）。