平板导热仪温差检测与控制的方法研究(4)
时间:2017-04-14 17:18 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
（2.12） 以及，根据热流量定义，应有， （2.13） 式（2.13）中A是平壁的表面积或平壁的任一横断面积； 通常把 叫做平壁单位面积导热热阻，简称单位导热热阻； 叫做平壁导热热阻。 2.3 平板法测导热系数的原理 稳态平板法是一种应用一文稳态导热过程的基本原理来测定材料导热系数的方法，可以用来进行导热系数的测定试验，测定材料的导热系数及其和温度的关系[8]。 本课题采用双平板式结构测量材料的导热系数，该结构的测量原理为是，在稳态条件下，防护热板装置的中心计量区域内，在具有平行表面的均匀板状试件中，建立类似于以两个平行均匀温度平板为界的无限大平板中存在的一文恒定热流[9]。 为保证中心计量单元建立一文热流和准确测量热流密度，加热单元应分为在中心的计量单元和由隔缝分开的环绕计量单元的防护单元，并且需有足够的边缘绝热和（或）外防护套，特别是在远高于或低于室温下运行的装置，必须设置外防护套。 基于一文无限大平板稳态传热模型，对一文稳态平板导热问题，以傅里叶定律，即式（2.2）给出下列关系式: （2.14） 其中， q─ 热流密度 ─ 材料导热系数 ─平板两面的温度 ─ 平板厚度 图2.2平板导热仪内部结构示意图 平板导热仪的核心结构包括热板、防护板、冷板, 如图2.2所示。 图中箭头表示热流方向，由图可见，热的流动方向从热板流向冷板。测量时,把被测试样放在热板与冷板之间,热量便由热板通过被测试样向冷板传递,防护板的作用是防止热板热量向边沿扩散, 如果防护板温度与热板温度一致，则将把在热板边缘的边缘效应[10]减小到很低程度。很显然，热板与防护板的缝隙越小，两者温度越接近，则边缘效应影响越小，保证了热板热量垂直向冷板传递, 以减少热板加热功率的损失。当主加热器热量不能沿护加热器方向传入传出时，主加热器的热量只能沿试件方向导出。随着加热时间不断延长，热面温度 和冷面温度 不再随时间发生变化，这时主加热器热量只沿试件方向导出，这种情况下为稳定导热。[11]因此，这就将热传导理论简化了，可以用理论方程表示双平板导热仪的实际情况。 热板加热器产生的热量为： （2.15） 式（2.15）中，U—加在加热器两端的电压，I—通过加热器的电流。 根据式（2.14）计算出试件的导热系数： （2.16） 式（2.16）中Q─主加热器功率 W L─试件厚度 m (责任编辑：qin) |