TWP-W214不良导体导热系数测定仪
一、概述
导热系数是表征物质热传导性质的物理量。材料结构的变化与所含杂质对导热系数值都有明显的影响,因此材料的导热系数常常需要由实验具体测定。测量导热系数的方法一般分为两类:一类是稳态法;一类是动态法。在稳态法中,先利用热源在待测样品内部形成一个稳定的温度分布,然后进行测量。在动态法中,待测样品温度分布是随时间变化的。
本实验仪是用稳态法测量不良导体导热系数的实验仪器,加热盘与散热盘为铝制,大幅减轻了仪器的重量。加热盘工作在安全电压下,由单片机自适应控制加热温度,加热盘及散热盘的温度曲线由单片机自动记录、绘制曲线并储存,且仪器配备有计算机接口及实验软件,可在计算机上由实验软件自动描绘曲线、记录实验数据及计算实验结果。该仪器结构牢固、测控方便、自动化程度高,可广泛应用于大专院校普通物理热学实验。
主要技术参数
1.加热盘及散热盘材质:铝;
直径:130mm;
厚度:10mm;
2.加热器及温度控制加热电压:AC 36V;
控温范围:室温—80℃;
控温调节分辨率:1℃;
控温显示分辨率:0.1℃;
3.温度测量数字式温度计显示范围:0℃—99.9℃;
温度显示分辨率∶ 0.1℃;
自动测温时间上限∶450秒。
应用本仪器可以完成以下实验项目:
1.测量不良导体(如橡胶、空气)的导热系数;
2.学习用物体散热速率求热传导速率的实验方法;
3.学习温度传感器的使用方法。
【实验内容】
1.旋下三个固定螺母,将橡胶样品放在加热盘与散热盘中间,橡胶样品要求与加热盘、散热盘完全对准,调节散热盘底下的三个微调螺丝,使样品与加热盘、散热盘接触良好,但注意不宜过紧;
2.将加热盘上的四芯插座通过连接线连接至主机背面的“接加热器”端;将底盘上的二芯插座通过连接线连接至主机背面的“接风扇”端;主机背面的“加热盘”与“散热盘”两个插座分别连接温度传感器,可在传感器上涂抹一些导热硅脂,以确保传感器接触良好,而后将“加热盘”插座连接的传感器塞入加热盘上的圆孔,将“散热盘”插座连接的传感器塞入散热盘上的圆孔,要求传感器完全插入小孔中。加热盘和散热盘两个传感器要一一对应,不可互换);在安放加热盘和散热盘时,还应注意使放置传感器的小孔上下对齐。
3.设定加热器控制温度及温度记录间隔时间:在初始菜单界面按“向上”与“向下”键将光标移动至“参数设置”菜单,按下“确定”键,选择“目标温度”项,按“向上”与“向下”键增减目标温度,按“确定”或“返回”键完成设置;在“参数设置”菜单中选择“间隔时间”项,按“向上”与“向下”键增减温度记录的间隔时间(步长5s),按“确定”或“返回”键完成设置。
4.在初始菜单界面选择“温度记录”功能,便会立即开始按设定的间隔时间记录并描绘两个传感器的温度曲线,“加热状态”初始为“停止”,在此界面按一下“确定”键,可将“加热状态”切换为“加热”,同时“加热指示”灯闪亮,加热盘开始按设定温度加热控温。然后再按一下“确定”键,或者按“返回”键退出此界面,即可停止加热。
5.加热盘的温度上升到设定温度值时,开始观察加热盘和散热盘的温度,可每隔一分钟记录一次,待在10分钟内加热盘和散热盘的温度值基本不变,可以认为已经达到稳定状态了,随后记录加热盘和散热盘稳态时的温度 和 ,并按“返回”键退出“温度记录”界面(可将数据储存为“有样品加热”)。
6.取走橡胶样品,调节三个螺栓使加热盘和散热盘接触良好,设定目标温度至80℃,再次进入“温度记录”功能并按“确定”键开始直接对散热盘加热,使散热盘温度上升到高于稳态时的 值10℃~15℃左右即可,然后按“返回”键退出“温度记录”界面(可将数据储存为“无样品加热”)。