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导热导温系数,比热容和蓄热系数测定实验

一、实验目的和要求
为了使围护结构的热工设计和计算符合实际情况,必须正确确定所用建筑材料的热物理性能系数。一些设计手册和材料手册推荐了这类材料的物理指标固然可供参考,但是甚至同一类和规格的材料,由于产地不同,加工方法不同,其热物理性能往往存在较大的差别,用实测法测定建筑材料的热物理性能系数是获得材料性能的准确数据以解决热工设计问题的一个可靠方法。建筑材料常用的热物理性能系数概括材料的导热系数、导温系数、比热容和蓄热系数。本实验主要进行导热系数测量,加深对一维稳定传热原理热流计测量材料导热系数的原理的理解。
二、实验内容
利用导热仪进行建筑材料的导热系数测量
三、测试原理
将材料试件置于稳定的一维温度场中,根据稳定热流强度、温度梯度和导热系数之间的关系确定材料的导热系数λ
λ=qd/(t1-t2) (t1>t2)
在稳定状态下,装置的中心计量区域内,存在一维恒定热流,通过测定稳定状态下流过试件计量单元的一维恒定热流量Q、计量单元的面积m、试件的厚度d、试件冷、热表面的温差(t1-t2),根据上公式便可计算出试件材料的导热系数。
本实验所用仪器可直接计算并输出结果,并可现场打印。
四、测试设备

QY-RG25导热系数实验教学仪
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QY-RG25导热导温系数和比热实验配套装置

五、实验步骤
1、制作试件 规格300mm×300mm 含量2%的秸秆页岩烧结砖试样一块,厚度39mm
2、安装试样,玻璃罩盖上,启动电源开关。
3、设定热板温度为40℃,为保持冷板25℃温差以上,设定冷板温度10℃。开启工作台前板开关,温度显示器显示冷板水槽内的温度,将拨动开关指向“预置”。
4、打开加热开关。
5、监测热流计输出热电势的变化,其变化值小于±1.5%时,仪器进入稳定状态,此时,每隔15min打印一次,连续四组读数符合给出的热阻差别不超过±1%,并且不是单调地朝一个方向改变时,试验结束。
6、关闭仪器。
六、注意事项
1、冷板温度在室温一下,热板温度在室温以上,并保持温差在25℃以上。
2、恒温水域水槽内应注入蒸馏水,加热器内不得进水。
3、试件表面要求平整,两平面的平面度误差<0.1mm。对于硬质试件不平度<0.05mm,平行度误 差小于厚度的2%。
4、保证试件表面与仪器充分接触,同时不能太紧,以防改变时间的厚度。
5、仪器进入稳定状态后在进行测量、打印。
6、测试过程中,应用有机玻璃罩罩住,避免室内温度有太大的波动而影响测试温度。
七、实验数据及处理
  第一次 第二次 第三次
1(℃) 27.45 27.49 27.52
2(℃) 40.54 39.99 40.03
3(℃) 38.27 37.86 37.36
4(℃) 37.58 37.18 36.70
5(℃) 16.33 16.27 16.18
6(℃) 15.15 15.09 15.03
13(mv) 18.24 17.83 17.71
14(mv) 16.44 16.22 15.93
D(m) 0.0390 0.0390 0.0390
T1(℃) 37.93 37.52 37.03
T2(℃) 15.74 15.68 15.60
Tcp(℃) 26.83 26.60 26.32
R(m2k/w) 0.1080 0.1083 0.1076
[w/(mk)] 0.3609 0.3600 0.3623
[w/(mk)] 0.3611

八、实验结果分析
通过查询资料,了解到秸秆页岩烧结砖属于烧结普通砖一类,烧结普通砖由粘土、页岩、煤矸石或粉煤灰为主要原料,经过焙烧而成的实心或孔洞率不大于规定值且外形尺寸符合规定的砖,所以秸秆页岩烧结砖的导热系数应该与这些类型的烧结砖的导热系数相接近或更小。因此查询了煤矸石烧结砖的导热系数0.63w/(mk),粉煤灰烧结砖的导热系数0.50w/(mk),页岩模数烧结砖的导热系数0.45w/(mk),烧结淤泥普通砖的导热系数0.50w/(mk),比较得出了实验结果与实际相符。

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