液体导热系数的测量

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1、教学实验2006液体导热系数测定实验指导书6液体导热系数测定实验实验指导书一、实验目的1、用稳态法测量液体的导热系数2、了解实验装置的结构和原理，掌握液体导热系数的测试方法。二、工作原理如图1所示：平板试件（这里是液体层）的上表面受一个恒定的热流强度q均匀加热：q=Q/AW/㎡(1)根据付立叶单向导热过程的基本原理，单位时间通过平板试件面积A的热流量Q为：[W](2)从而，试件的导热系数λ为：图1原理图[W/m·K](3)式中：A——试件垂直于导热方向的截面积[㎡]T1——被测试件热面温度[℃]T2——被测试件冷面温度[℃]δ——

2、被测试件导热方向的厚度[m]三、实验装置装置如图2所示，主要由循环冷却水槽、上下均热板、测温热电偶及其温度显示部分、液槽等组成。为了尽量减少热损失，提高测试精度，本装置采取以下措施：1、设隔热层5，使绝大部分热量只向下部传导。2、为了减小由于热量向周围扩散所引起的误差，取电加热器中心部分（直径D=0.15m）作为热量的测量和计算部分。3、在加热器底部设均热板，以使被测液体热面温度（T1）更趋均匀。4、设循环冷却水槽2，以使被测液体冷面温度（T2）恒定（与水温接近）。65、被测液体的厚度δ是通过放在液槽中的垫片来确定的，为防止液体内

3、部对流传热的发生，一般取垫片厚度δ≤2—3㎜为宜。图2实验装置简图1.循环水出口2.均流循环水槽3.被测液体4.加热热源5.绝热保温材料6.冷面热电偶7.加热导线8.电源指示灯9.电源开关10.保险丝11.巡检仪（仅供计算机接口的用户）12.温控表13功率调节旋钮14.电流转换开关15.电压表16.电流表17.支架18.循环水进口19—调整水准的螺丝四、试验步骤1、将选择好的三块垫片按等腰三角形均匀地摆放在液槽内（约为均热板接近边缘处）。2、将被测液体缓慢地注入液槽中，直至淹没垫片约0.5㎜为止，然后旋转装置底部的调整螺丝，并观察

4、被测液体液面，应是被测液体液面均匀淹没三片垫片。3、将上热面加热器轻轻放在垫片上。4、连接热电偶插头及电位差计（用户自备）。5、接通循环冷却水槽上的进出水管，并调节水量。6、接通电源，调整输入电压（V1）达到其预定值（注意热面温度不得高于被测液体的闪点温度）。67、按下14.电流转换开关，并记录测量部位电压V2及通过的电流I。8、每隔5分钟左右从温度读数显示器记下被测液体冷、热面的温度值（℃）。建议将它们记入如表一的记录表中，并标出各次的温差ΔT=T1－T2。当连续四次温差值的波动≤1℃时，试验即可结束。温度T1，T2读数记录表（

5、表一）N0123456备注T(min)0510152025T1℃T2℃ΔT℃9、试验完毕后切断电源、水源并关闭电位差计[附]若发现T1一直在升高（降低），可降低（提高）输入电压或增加（减少）循环冷却水槽的水流速度。五、数据整理1、有效导热面积A[㎡]2、平均传热温差[℃]3、单位时间通过面积A的热流量QQ=V2·I[W]4、液体的导热系数λ：[W/m·K]式中：6D——电加热器热量测量部位的直径（取D=0.15m）[m]T1——被测液体热面温度[K]T2——被测液体冷面温度[K]V2——热量测量部位的电位差[V]I——通过电加热器

6、电流[A]δ——被测液体厚度[m]六、实验的讨论与分析：6液体导热系数测定装置测试计算例题一、测试记录被测液体：润滑油液体厚度：δ=0.003m有效导热面积的计算直径：D=0.29m电加热器的输入电压：V1=100V相应有效导热面积的加热器电位差：V2=40V加热器工作电压：I=2.5A热面、冷面温度T1、T2读数记录表N012345备注时：分10：1010：2010：3010：4010：50T1（℃）7167656564T2（℃）2929293029ΔT（℃）38363535二、数据处理=36℃W/m·℃测试时间：年月日6镍铬-

7、铜镍（鏮铜）热电偶（E型）温度-微伏对照表μVμVμVμVμVμVμVμVμVμV温度012345678900591181762351943544134725321059165171177083089095010101071113120119212521313137314341495155616171678174030180118621924198620472109217122332295235740242024822545260726702733279528582921298450304831113174323833013365

8、3429349235563620603658374938133877394240064071413642004265704330439544604526459146564722478848534919804985505151175183524953