常功率平面热源法同时测定绝热材料的导热系数λ和导温系数a

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1、常功率平面热源法同时测定绝热材料的导热系数λ和导温系数a精04张为昭2010010591一、实验装置系统简图!二、计算导热系数和导温系数!!!!!已知：!!x1,"j"ix1=#ierfc()!!0,"i"j2a"j在此处，取!i=!j,则有：!!x1,"ix1=#ierfc()!!!0,"i2a"i如此可求出导温系数a，继而可得导热系数：!2q10!=a#i!"0,#i$其中加热功率：!!2U2!q==283.728W/m!0RF!i=600s时，由实验数据可知：!!=1.1Kx1,600!!!=9.5K0,6

2、00代入计算得：!"72a=1.994!10m/s!!=0.369W/(miK)!!i=720s时，由实验数据可知：!!=1.6Kx1,720!!!=10.4K0,720代入计算得：!"72a=2.080!10m/s!!=0.377W/(miK)!三、函数图线绘制!(1)热源温度t1（℃）和距热源温度x1处温度t2（℃）随时间τ(s)的变化关系曲线：热源温度t1和距热源温度x1处温度t2随时间τ变化曲线（2）导热系数λ(W/(m*K))随时间τ（s）的变化曲线：!导热系数λ(W/(m*K))随时间τ（s）的变化曲

3、线(3)导热系数a(10^(-7)m^2/s)随时间τ(s)的变化曲线：!导热系数a随时间τ的变化曲线!!!!!结果分析：由函数曲线可以看出，导热系数与导温系数在最初测量时其值有较明显的波动，而后趋于缓慢递增的趋势。一般来说，对于实验中的非金属材料，其导热系数/导温系数与温度应成一线性增加的关系，由于温度随时间递增，故导热系数、导温系数也应随时间递增。在最初测量时，可能由于在实验初期，x1处过余温度较小，受到环境、测量方式及测量精度等方面影响产生的相对测量误差较大，从而使计算结果产生了较大波动，当时间足够长以后，

4、过于温度较大，相对误差减小，即可以看到两条基本满足理论趋势的关系曲线。!四、探究问题。!!!!!本次实验的实验条件是：!x1=0.02m!2U2q==283.728W/m!0RF!!=120k(s)，k=0~9τ=0时x1处温度：!t=21.1℃!20!k（1）固定λ(λ=0.380W/(m*K))，取a=10，k=0~9，做出不同情况下的t2~τ曲线如下：!a对t2~τ曲线的影响趋势图结果分析：由上图可以看出，a越大，t2~τ曲线上升的速度越快（a较小时曲线重叠较多未全做标记）。!72"k（2）固定a(a=2.

5、000*10m/s)，取!=10,k=-5~4，做出不同情况下t2~τ曲线如下：!λ对t2~τ曲线的影响趋势图结果分析：由上图可以看出λ越大，t2~τ曲线上升速度越慢（λ较大时曲线重叠较多，未全做标记）。!!!!!!!!!!!