非穩(wěn)態(tài)（準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)）法測(cè)材料的導(dǎo)熱性能實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書
一、非[準(zhǔn)]穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱儀-實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1、本實(shí)驗(yàn)屬于創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生自己選擇不同原料、按照不同配比進(jìn)行加工出新型實(shí)驗(yàn)材料，并對(duì)該材料的熱物性（密度、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容、導(dǎo)溫系數(shù)）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量。
2、快速測(cè)量絕熱材料（不良導(dǎo)體）的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱，掌握其測(cè)試原理和方法。
3、掌握使用熱電偶測(cè)量溫差的方法。
二、實(shí)驗(yàn)測(cè)試原理
本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)第二類邊界條件，無(wú)限大平板的導(dǎo)熱問(wèn)題來(lái)設(shè)計(jì)的。設(shè)平板厚度為2δ，初始溫度為t0，平板兩面受恒定的熱流密度qc均勻加熱（如下圖所示）。
根據(jù)導(dǎo)熱微分方程式、初始條件和第二類邊界條件，對(duì)于任一瞬間沿平板厚度方向的溫度分布t(x，τ)可由下面方程組解得；
三、實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介
實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括破碎機(jī)、攪拌機(jī)、烘干機(jī)、電子天平、準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法熱物性測(cè)定儀、計(jì)算機(jī)和實(shí)驗(yàn)控制軟件。準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法熱物性測(cè)定儀、計(jì)算機(jī)和實(shí)驗(yàn)控制軟件如圖1所示。
圖1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)圖
準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法熱物性測(cè)定儀內(nèi)實(shí)驗(yàn)本體由四塊厚度均為δ、 面積均為F的被測(cè)試材重疊在一起組成。在第一塊與第二塊試材之間夾著一個(gè)薄型的片狀電加熱器；在第三塊和第四塊試材之間也夾著一個(gè)相同的電加熱器；在第二塊與第三塊試材交界面中心和一個(gè)電加熱器中心各安置一對(duì)熱電偶；這四塊重疊在一起試材的頂面和底面各加上一塊具有良好保溫特性的絕熱層。然后用機(jī)械的方法把它們均勻地壓緊。電加熱器由直流穩(wěn)壓電源供電，加熱功率由計(jì)算機(jī)檢測(cè)。兩對(duì)熱電偶所測(cè)量到的溫度由計(jì)算機(jī)進(jìn)行采集處理，并繪出試材中心面和加熱面的溫度變化曲線。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1.選用不同原料，進(jìn)行破碎加工，按照不同配比，攪拌混合均勻，加工成100mm×100mm，厚20mm大小的材料，放在烘干機(jī)內(nèi)烘干。
2.用游標(biāo)卡尺對(duì)試材的厚度進(jìn)行測(cè)量（單位：mm），并用天平稱其稱重（單位：g）。
3.將試材按實(shí)驗(yàn)要求裝入準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法熱物性測(cè)定儀實(shí)驗(yàn)本體內(nèi)。（注：用手拿取試材時(shí)一定要拿試材的邊緣，不要用手接觸試材的加熱面，以免破壞試材的初始溫度場(chǎng)。）
4.接通計(jì)算機(jī)和準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法熱物性測(cè)定儀電源。使計(jì)算機(jī)進(jìn)入windows操作系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)桌面上雙擊上圖標(biāo)，使計(jì)算機(jī)進(jìn)入準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法熱物性測(cè)定儀的教學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件系統(tǒng)。
5.仔細(xì)閱讀教學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件系統(tǒng)上的實(shí)驗(yàn)步驟。點(diǎn)擊“我認(rèn)真閱讀了實(shí)驗(yàn)步驟”按鈕．
6.在相應(yīng)的欄目?jī)?nèi)按要求輸入試材名稱、試材厚度、試材重量和預(yù)計(jì)試材導(dǎo)熱系數(shù)（試材厚度和重量為單塊試材的平均厚度和重量），輸入完成后，計(jì)算機(jī)在相應(yīng)的欄目?jī)?nèi)給出試材容重和實(shí)驗(yàn)加熱電壓。加熱器預(yù)加電壓分串、并聯(lián)兩種。對(duì)應(yīng)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法熱物性測(cè)定儀的功率選擇為大（并）、�。ù┲帧Ｍǔ�(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法熱物性測(cè)定儀的功率選擇開關(guān)選擇在�。ù┪恢�，只有當(dāng)加熱器預(yù)加電壓（串聯(lián)）大于20伏特時(shí)，再選擇在大（并）的位置。調(diào)節(jié)測(cè)定儀的電壓調(diào)節(jié)旋鈕，使加熱電壓在加熱器預(yù)加電壓值附近。將實(shí)驗(yàn)人員的學(xué)號(hào)填入“學(xué)號(hào)”欄目?jī)?nèi)，點(diǎn)擊‘加入學(xué)號(hào)”按鈕。實(shí)驗(yàn)人員學(xué)號(hào)輸入完成后點(diǎn)擊“確認(rèn)小組學(xué)號(hào)”按鈕，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
7.點(diǎn)擊“測(cè)量“按鈕并同時(shí)打開測(cè)定儀的加熱開關(guān)，觀察加熱表面的溫度變化過(guò)程。當(dāng)兩表面的溫差不變時(shí)，即溫差曲線走平時(shí)，表明不穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱達(dá)到準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)時(shí)的溫度場(chǎng)的特征，可點(diǎn)擊“結(jié)束” 按鈕，并關(guān)閉測(cè)定儀的加熱開關(guān)。
8.如果有打印機(jī)，可點(diǎn)擊“打印”按鈕，打印出實(shí)驗(yàn)所有數(shù)據(jù)。沒(méi)有打印機(jī)可點(diǎn)擊“保存” 按鈕，保存所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊“復(fù)位”可重新實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)擊“退出”可結(jié)束實(shí)驗(yàn)。最后將保存的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)讀出，記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表中。
五、試材熱流密度qc的計(jì)算
這里我們雖然用薄片狀電加熱器加熱，但它畢竟有一定的熱容量，在加熱過(guò)程中，加熱器本身要吸收熱量，且先于試材。因此試材實(shí)際所吸收的熱量必需從電功率中扣除電加熱器吸收的熱量。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，我們僅研究電加熱器對(duì)中間兩塊試材加熱時(shí)的溫度變化就可以了，但為了避免因電加熱器向外難以估計(jì)的散熱給qc的計(jì)算帶來(lái)困難，所以在兩加熱器外側(cè)各補(bǔ)上一塊相同厚度的試材并加以保溫，這樣，電加熱器將同等地加熱其兩側(cè)的每塊試材，每塊試材內(nèi)的溫度場(chǎng)對(duì)于電加熱器是對(duì)稱的。
兩個(gè)同樣的電加熱器是并聯(lián)（或串聯(lián)）供電的�；谝陨戏治�，試材表面實(shí)驗(yàn)所吸收的熱量應(yīng)為：
六、實(shí)驗(yàn)要求
1．預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，弄懂實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法。
2．細(xì)心裝配試材，電加熱器和熱電偶，避免損壞。
3．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪出溫度變化曲線，計(jì)算出試材的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容和導(dǎo)溫系數(shù)。
4．利用最優(yōu)法原理，找出混合材料的最佳配比方案。
七、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄
品牌理念 
標(biāo)準(zhǔn)流程 
有效溝通
專業(yè)管理
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優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)
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