稳态法测量导热系数面积修正误差分析

稳态法测量不良导体的导热系数实验中,假定散热盘3个面的散热速率大小是相同的进行面积修正,这样的修正有较大的测量误差.本文使用CFD软件数值模拟散热铜盘3个面散热的速率的差异,对稳态法测量不良导体导热系数的面积修正误差进行数值分析,改进面积修正的公式,为大学物理实验教学研究提供参考.     

用Origin处理导热系数测定实验的数据

基于用稳态法测量不良导体的导热系数实验,为了求得更为精确的导热系数,用origin软件处理实验数据,拟合出温度和时间的曲线,并求得冷却速率及导热系数.     

不良导体导热系数测定实验中仪表风扇对实验结果的影响

根据对物体冷却规律的分析,并从实验结果比较,指出稳态法测不良导体导热系数实验中,设置散热盘的冷却过程应与其在稳态过程时的强迫对流散热方式保持一致.     

不良导体导热系数与温度关系研究

采用稳态平板法测量不良导体的导热系数时,关键是得到稳态时不良导体的传热速率。根据稳态时传热速率与散热铝盘的散热速率相等,可以测定自然冷却过程中,稳态时散热铝盘温度T2所对应的冷却速率。基于Matlab软件,分析并绘制曲线直观反映出温度、时间、冷却速率三者之间的关系,用拟合法研究了不良导体导热系数随温度变化的关系。     

“稳态对比法”测量不良导体的导热系数

以稳态法的实验装置为基础,通过调节加热源的电压保证待测样品及标样的散热盘的散热温度(电压)相同,记下加热盘和散热盘的温度(电压),根据傅里叶导热方程,以及标准样品的导热系数直接获得待测样品的导热系数.该方法避免了传统方法因散热盘散热过程的理论处理及数据读取引入的误差.     

对“不良导体导热系数测量”实验的研究

本文拟通过对“不良导体导热系数测量”实验物理过程的分析,澄清一些错误概念,指出如何判别样品厚度是否合适,提出一种测量冷却速率的新方法,并定量说明了小风扇在实验中的作用。一、关于样品厚度是否合适的判别目前在普物实验中测量不良导体的导热系数还普遍采用稳态法。实验装置如图1。实验中第一步通过红外灯热源使样品处于稳定传热状态,并记下样品上、下底面的温度T_1、T_2。第二步,把下方圆铜盘升温后在空气中自然冷却,求出它的冷却速率(dT/dτ)/(T=T_2),从而算出样品在稳定传热状态     

径向导热条件下圆柱状样品金属导热系数的测定

由于棒状样品轴向导热法测定导热系数的实验中无法准确测定棒表面的散热,故实验结果误差较大;而稳态平板法又不能用于金属导热系数的测定。另外,这两种方法均无法反映导热系数随温度的变化;故此类方法的意义有限。本文尝试采用圆柱状样品径向导热法来测定金属的导数系数。实验结果显示该方法取得了初步成功。一、轴对称区域上的稳态导热稳态导热条件下,各向异性区域内的温度分布满足▽·(λ▽T)=0 (1) 由于导热系数λ仅为温度的函数,故(1)式可化为     

两种常见误操作对导热系数测量的影响

通过模拟导热系数测量中的两种常见误操作,分析了误操作对导热系数测量的影响.结果表明,样、盘未对齐5~10%时,导热系数减小1.1~6.7%;低于稳态3~4℃测试时,导热系数减小35.8~45.3%.实验中,误操作加剧了两盘的温差并且减小了散热盘稳态处的曲率,导致导热系数减小.分析误操作有助于优化实验方法,能更好地指导高校实验教学.     

稳态平板法测量导热系数的若干影响因素分析

研究发现,热源温度和环境温度等因素通过试样的侧面散热影响平板稳态法测量导热系数的精度,散热铜板的上下表面散热功率不一致也将影响导热系数测量的准确性.用大空间自然对流理论对实验数据处理公式修正后,可有效减小侧面散热对测量的影响.在设计实验时应首先获得散热铜板的散热功率曲线,选择合适的散热铜板温度,而后通过综合考虑试样厚度和热源温度以控制传热温差,使测量时散热铜板温度处于最佳温度附近.     

导热系数测定过程中下铜板散热速率的理论计算

采用传热学的相关理论,对稳态法测量导热系数实验过程中下铜板的散热速率进行了计算,并与实测结果进行对比分析。     

环境温度与对流换热系数对电池散热性能的影响研究

为提高动力电池散热能力,优化工作性能,本文采用数值模拟方法,分析环境温度、对流换热系数对填充相变材料动力电池散热效果的影响,并对比分析导热系数为0. 21 W/(m·℃)的纯石蜡和导热系数为16. 6 W/(m·℃)的复合相变材料散热性能。结果表明,环境温度升高,电池温升速率加快,相变材料相变时间点提前,相变时间缩短,电池冷却效果变差;对流换热系数增加5 W/m~2,相变材料相变时间延长2 000 s,电池温升推迟,但当电池持续工作、相变材料完全融化时,电池温度不再受控制,这说明单一的相变冷却已不能满足电池散热要求,须外加空气冷却、液体冷却辅助散热。     

稳态法测导热系数的数据处理方法

分析了不良导体导热系数的测定实验中散热盘冷却速率的测量方法。对实验过程中散热盘温度的测量值与相应的时间,利用matlab程序分别进行不同阶次的曲线拟合,再分别求其导数以求散热速率,并对不同阶次拟合函数所求的散热速率进行了比较。     

不良导体导热系数测量实验中两种冷却方式的对比研究

对稳态法测量不良导体导热系数实验中两种冷却方式进行了对比研究,实验结果表明：自然对流冷却方式测量结果很接近理论值,强迫对流冷却方式测量结果偏差较大,分析了偏差产生的原因．     

不良导体的导热系数的数据处理方法

本文讨论了在"用平板稳态法测量不良导体的导热系数"实验中,对实验过程中数字毫伏表显示电动势测量值与相应的时间的关系,利用Excel程序求渐近线,再求其导数以求散热速率的方法。     

良导体导热率测量装置与实验方法改进

针对目前高校常用的稳态法良导体导热率测量装置及实验方法存在的不足,将原装置加热部分、保温材料、散热部件、待测样品结构以及测温仪表等进行改进与创新,使良导体导热率测量准确度明显提高.     

稳态平板法测导热系数精度的研究

从稳态平板法测导热系数的原理出发,通过对推导过程的近似处理进行有效的修正,得到更为准确的导热系数表达式,并且对数据处理进行了讨论,显示了利用origin软件的数值拟合功能,能够有效的提高散热速率的测量,从而提高了导热系数结果的精度。     

集成芯片LED场地照明灯新型叠片散热器热分析

针对大功率LED场地照明集成芯片散热问题,提出了一种新型散热器结构。该散热器利用高导热纯铝材料,采用叠片的方式成型。采用实验和有限元模拟相结合的研究方法,对包括直流电源的新型叠片式LED散热器的散热性能进行了研究。结果表明：LED电源达到稳态所需时间较长,最终能够稳定在一个较低的温度范围。叠片式纯铝散热器通过增加散热面积和提高散热器材料的导热系数能有效降低LED结温。所设计的散热器和选择的电源在自然对流条件下能够很好地满足250 W大功率LED散热要求。     

固体热导率测量仪的新发现

实验通过稳态法使用TC-3型固体热导率测定仪[1,9]的测量方法改变来测量海洋大气热导率,结构简单,误差更小,一机多用.通过改变加热铜盘A与散热铜盘B之间的距离,探究距离对大气热导率的影响,并与教材中介绍的气体热导率测定仪测量的大气热导率进行比较.     

真空热流法测定不良导体的导热系数

以恒定导热原理为基础,选用由温度表和温差电偶组成的温度测量装置,在真空环境下测量试样上下压杆对称位置的温度、有效传热面积和试样的厚度,通过计算机计算试样的导热系数.与传统的稳态法比较,采用真空热流法测定导热系数,材料内部的温度分布很快达到稳定,可以减小测量过程中试样及上加热盘和下散热盘侧面散热产生的影响.     

雾化喷射冷却的机理及模型研究

雾化喷射冷却的换热机理十分复杂,目前其研究还很不成熟。本文从喷射雾滴的特性参数出发,以被冷却表面上形成的喷射液膜为对象,考虑了冷却液体向环境的散热,建立质量、能量守恒方程,得到半经验半解析的雾化喷射换热模型。其中,本文提出真换热系数和显换热系数的概念,认为显换热系数受空间散热影响,而真换热系数只与喷雾动量有关。最后设计了雾化喷射局部换热实验,对模型进行检验,结果表明,该模型能够较好地符合实验所得的换热系数及加热面表面温度沿喷射半径的分布趋势。