保溫材料的導熱系數測定

1.  實驗原理

平板式導熱儀的工作原理：在一定厚度的具有平行表面的均勻板狀試件中，建立理想狀態下，以兩個平行的均溫平板為界的無限大平板的一維恒定熱流，通過測量中心計量板達到穩態后的熱量Q，按照熱阻的計算公式，求得試件的導熱系數λ。

任何物體的熱量傳遞都有三種形式：熱傳導、熱輻射、熱對流。不同溫度流體的各部分流體之間，由于發生相對運動產生熱傳遞稱為熱對流。物質的微觀粒子的運動以光的形式輻射能量，稱成為輻射。

    在溫度不平衡條件下，物體內存在溫差，熱能分布不均勻，在物體內部沒有宏觀位移的情下，熱量從高溫向低溫部分傳遞，不同溫度物體的互相接觸時，同樣存在沒有物質轉移而存在熱量傳遞現象，這種借助于物質微觀粒子的無序運動的熱傳遞現象稱為熱傳導，又稱為熱擴散。

根據傳熱學理論，垂直于無限大平板方向的熱流量，沿厚度d方向與平板面側的溫度差、平板面積成正比，與平板厚度成反比（上圖）。

式中，Q—垂直于平板方向傳遞的熱量，稱為熱流量；t1-t2 平板兩面的溫度差；d—平板厚度；S為平板面積。λ—為比例系數，稱為導熱系數。所以導熱系數的方程如下所示：

上式就是導熱系數的運算方程。如果用用功率P表示，P=kQ，k是系數，如果P單位為W（瓦），長度單位用m，溫度單位用K（℃），則導熱系數單位為W/（mK）。導熱系數方程變為：

式（3）就是測量的導熱系數方程。

2.   實驗儀器及材料

儀器：DZDR-P 平板法導熱儀

3.   試樣準備

試樣長×寬應為300×300mm，試樣厚度在1mm-50mm。試樣應覆蓋中心量熱器和內保護裝置的整個表面。

4.   實驗步驟

打開便攜式空氣壓縮泵開關，將壓力調節至0.4MPa，抽取1分鐘后關閉。打開回流裝置，提升測試槽上方的冷板，將樣品放入其中，降下冷板，開始測試實驗，冷板溫度為30℃，熱板溫度為50℃。