[发明专利]一种导热系数测量教具及其使用方法

说明书

本发明公开了一种导热系数测量教具及其使用方法。本发明包括绝热热源箱体，绝热热源箱体顶部设有绝热冷源标准试件箱体和绝热冷源测试试件箱体；所述绝热冷源标准试件箱体中设有标准试件；所述绝热冷源测试试件箱体中设有测试试件；所述标准试件和测试试件的下部设于绝热热源箱体中。本发明的使用方法包括利用绝热热源箱体的水作为热源分别通过标准试件和测试试件向绝热冷源标准试件箱体和绝热冷源测试试件箱体中的冷源水传热，记录冷源水的温度，通过公式λ_x＝ΔT_xλ₀(δT₀/δy)/ΔT₀(δT_x/δy)计算测试试件31的导热系数λ_x。本发明具有体积小、轻便、便于搬运的特点，可用于课堂教学或实验教学场景下直接展示导热系数的测量，并且导热系数估算方法具有简单的优点。

技术领域

本发明涉及导热系数教学领域，特别是一种导热系数测量教具及其使用方法。

背景技术

导热系数是传热学中的重要概念，广泛应用于汽车、建筑、节能环保等领域。不同材料具有不同的导热系数，实验测定的导热系数影响因素众多，造成导热系数的测量仪器越精确，越无法反应测量过程中导热系数的影响因素。目前，市面上采用的导热系数测量装置一般参照《GB/T10294-2008绝热材料稳态热阻及有关特性防护热板法》进行测定，采用防护热板法进行导热系数测定的设备一般以工业应用型设备为主，虽然精度较高，但用于教具，就会存在体积大、成本高、不易搬运、难以解释原理和分析导热系数影响因素等问题，这些问题的存在造成现有的设备很难在课堂教学环境下展示，且其计算原理复杂，不利于应用型人才的学习和思考。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种导热系数测量教具及其使用方法。其具有体积小、轻便、便于搬运的特点，可用于课堂教学或实验教学场景下直接展示导热系数的测量，并且用本教具的使用方法作为导热系数估算方法具有方法简单的优点。

本发明的技术方案：一种导热系数测量教具，包括绝热热源箱体，绝热热源箱体顶部设有绝热冷源标准试件箱体和绝热冷源测试试件箱体；所述绝热冷源标准试件箱体中设有标准试件；所述绝热冷源测试试件箱体中设有测试试件；所述标准试件和测试试件的下部设于绝热热源箱体中。

前述的导热系数测量教具中，所述绝热热源箱体中设有加热器。

前述的导热系数测量教具中，所述绝热冷源标准试件箱体中设有第一温度计；所述绝热冷源测试试件箱体中设有第二温度计。

前述的导热系数测量教具中，所述第一温度计和第二温度计的量程包括-5℃～100℃。

前述的导热系数测量教具中，所述绝热热源箱体上设有排水口和进水口；绝热冷源标准试件箱体上设置有第一注水口；绝热冷源测试试件箱体上设置有第二注水口。

前述的导热系数测量教具中，所述排水口、进水口、第一注水口和第二注水口均设有绝热盖。

前述的导热系数测量教具中，所述绝热冷源标准试件箱体中设有第一内螺纹绝热弹性套和第一绝热弹性垫圈；所述绝热冷源测试试件箱体中设有第二内螺纹绝热弹性套和第二绝热弹性垫圈。

一种导热系数测量教具的使用方法，该方法包括下述步骤：利用绝热热源箱体1的水作为热源分别通过标准试件21和测试试件31向绝热冷源标准试件箱体2和绝热冷源测试试件箱体3中的冷源水传热，然后记录冷源水的温度，分别计算绝热冷源标准试件箱体2和绝热冷源测试试件箱体3中各自水温的终始差值ΔT_o和ΔT_x，以及计算绝热冷源标准试件箱体2和绝热冷源测试试件箱体3的水温变化率的平均值δT₀/δy和δT_x/δy，查表得到标准试件21的导热系数λ₀后，代入公式计算得到测试试件31的导热系数λ_x。