准稳态法测量比热和导热系数天津理工大学实验中心
准稳态法测量比热和导热系数 天津理工大学实验中心
热传递三种方式传导对流ConductionConvection辐射Radiation生活中：烧水炒菜，供暖系统，微波炉
热传递三种方式 生活中：烧水炒菜，供暖系统，微波炉
什么是导热系数和比热？导热系数：单位温度梯度下每单位时间内由单位面积传递的热量比热：单位质量物质的热容量。不同物质的导热系数金属：2.3~417.6w/m.k建筑材料：0.16~2.2w/m.k液体：0.093~0.7w/m.k气体：0.0058~0.58w/m.k导热系数和比热测量方法：·稳态法准稳态法（1）温差恒定(2）温升速率恒定
导热系数和比热测量方法： • 稳态法 • 准稳态法 （1）温差恒定 （2）温升速率恒定 什么是导热系数和比热？ 导热系数：单位温度梯度下每单位时间内由单位面积传递的热量。 比热：单位质量物质的热容量。 不同物质的导热系数 金属：2.3~417.6w/m.k 建筑材料：0.16~2.2w/m.k 液体：0.093~0.7w/m.k 气体：0.0058~0.58w/m.k
实验原理ot(x,t)a't(x,t)qe0qeax?atOt(R,t)Qt(0,t)xqc=0元Oxaxqeat(x,0) = toa=a/pc图3理想中的无限大不良导体平板an元?at>0.52Rg(-1)l1Ran元qc1R2R2t(x,t)=txcosx.eZ>3hR6元2RRTSIRTatqct(x,t)=tx=0中心处6元RRx21t(x,t)=t2R6ARatq.加热面处x=Rt(x,t)=t3元R
实验原理 R R x qc qc qc qc 图3理想中的无限大不良导体平板 = = = = 0 2 2 ( ,0) 0 ( , ) (0, ) ( , ) ( , ) t x t x q t x t R x t x a t x c cos ) 2 ( 1) 2 6 1 ( , ) ( 2 2 2 1 2 1 2 2 0 R an n n c x e R n n R R x R R q a t x t − = + − = + + − + 0.5 2 R a = + + − 2 6 ( , ) 2 0 R R x R q a t x t c = + − 6 ( , ) 0 R R q a t x t c x = 0 中心处 = + + 3 ( , ) 0 R R q a t x t c x = R 加热面处 a = / c
实验原理aqe温升速率：AR准稳态1q.R温度差：At=t(RT)-t(O,)2大0.09×0.09Fm为边缘修正后的加热面积A9.RV入二（w/m）热流密度qe12Fr2△t(k)0.04qeC=由比热定义和能量dtdtATPR(k/s）温升速率守恒关系得到60x0.04dtdt
实验原理 R aqc q R t t R t c 2 1 = ( , ) − (0, ) = 准稳态 温升速率： 温度差： t qcR = 2 d dt R q c c = 由比热定义和能量 守恒关系得到 ( / ) 60 0.04 dt V k s d = 温升速率 2 2 (w/m ) 2 c V q Fr = 热流密度 0.09 0.09 2 A F m = 为边缘修正后的加热面积 ( ) 0.04 k V t t =
热电偶的测量原理(c)(b)(a)热电偶原理及接线示意图
热电偶的测量原理 T T0 热电偶原理及接线示意图 (a) (b) (c)
ZKY-BRDR型准稳态法比热、导热系数测定仪简介加热器加热器绝热材料绝热材料中心面样品样品被测样件的安装原理图
ZKY-BRDR型准稳态法比热、导热系 数测定仪简介 加热器 加热器 绝热材料 绝热材料 样品 样品 中心面 被测样件的安装原理图
仪器主机按键和开关说明ZZ4KYHBRPR型准稳态法比热·导热系数测定仪测量电压显示加热计时显示0加热指示加热电压(v)·计时清零热电势（nv)加热电压调节热电势切换电压切换加热电压中心面电源I1温差热电势23546701主机前面板示意图
仪器主机按键和开关说明 主机前面板示意图
AC220V1.25A控制信号热电势输入加热控制关开1110主机后面板示意图EE12131514161817实验装置
AC 220V 1.25A 控制信号 热电势输入 加热控制 + - - 开 关 8 9 10 11 主机后面板示意图 实验装置 12 13 14 15 16 18 17
实验内容和步骤1.安装样品并连接各部分联线·2.设定加热电压·3.测定样品的温度差和温升速率（1）将主机前面板上的“电压切换按钮调整为“热电势”档位，然后将“热电势切换”按钮调整为“温差"档位。（2）如果“测量电压显示”屏显示的温差绝对值小于0.004mV，就可以开始加热了，否则应等到显示降到小于0.004mV再加热。（如果实验要求精度不高，显示在0.010mV左右也可以，但不能太大，以免降低实验的准确性）。（3）打开主机背板上的“加热控制开关开始加热，并开始记录数据，记入数据表3-9-1中。记录数据时，建议每隔1分钟分别记录一次“中心面”热电势（）和“温差”热电势（），这样便于后面的计算
实验内容和步骤 • 1. 安装样品并连接各部分联线 • 2. 设定加热电压 • 3. 测定样品的温度差和温升速率 （1）将主机前面板上的“电压切换”按钮调整为“热电势”档位，然后将“热电势切换”按钮调 整为“温差”档位。 （2）如果“测量电压显示”屏显示的温差绝对值小于0.004 mV，就可以开始加热了，否则应 等到显示降到小于0.004 mV再加热。（如果实验要求精度不高，显示在0.010 mV左右也 可以，但不能太大，以免降低实验的准确性）。 （3）打开主机背板上的“加热控制”开关开始加热，并开始记录数据，记入数据表3-9-1中。 记录数据时，建议每隔1分钟分别记录一次“中心面”热电势（ ）和“温差”热电势（ ）， 这样便于后面的计算