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液体导热系数测定实验 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、实验原理 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/A W/㎡ (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·℃] (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——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、设隔热层进行绝热，使绝大部分热量只向下部传导，上部热损失达到可以忽略。 2、为了减小和避免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，相同电阻率的同根电阻丝在周边作为辅助加热。 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）。 5、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 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，并观察被测液体液面，使被测液体液面均匀淹没三片垫片。 3、将上面加热本体及配电箱轻轻放在垫片上。 4、连接热电偶至接线柱上。 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，由小至大逐渐调整输入电压（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）。 7、记录测量部位电压V2及通过的电流I。 8、人工测量每隔5分钟左右从温度读数显示器上记下被测液体冷、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 （表一） N0 1 2 3 4 5 备注 T(min) 0 5 10 15 20 T1 Mv ℃ T2 mv ℃ ΔT ℃ 9、试验完毕后切断电源、水源并关闭电位差计。 注意：1.温控表主要是起超温保护的作用，测试温度设定点要低于温控表设定值（被测液体的闪点温度以下安全值！）。 2.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进行调节。 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Q Q=V2·I [W] 4、液体的导热系数λ： [W/m·K] 式中：D——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——通过电加热器电流 [A] δ——被测液体厚度 [m] 1