稳态法导热系数测量实验装置

A. 什么叫稳态法测量固体导热系数

测量固体的导热系数有两种方法：稳态法和非稳态法（即瞬态法）。

稳态法就是当待测试样上温度分布达到稳定后，通过测量试样内的温度分布和穿过试样的热流来测出导热系数。最简单的就是将固体试样制成一块厚度均匀的平板，放在一个绝热的装置里，从试样一侧加热，在另一侧散热，试样四周严格绝热保温。用一个补偿加热器维持装置内的温度稳定。试样应该较大，以便能适用一维导热假设。稳态导热的基本公式为：
Q = A * k * dT/dx （1）
其中Q为试样导热速率（W）；A为试样正面面积（m2)； k为要测定的导热系数(W/m.K)；dT为沿着试样厚度方向两个热电偶之间的温差（C）；dx为沿着偶读方向两个热电偶之间的距离(m)。dT/dx称为温度梯度。这样，待测试样的导热系数为：
k = (Q / A) / (dT/dx) （2）

稳态法通常要求试样质地均匀、干燥（含湿会影响测定精度）、平直、表面光滑。如果采用电加热，Q就是指电加热装置的瓦数（W）。但是，用于散热补偿的另一个小加热功率不应算在Q内，因为这一部分热流并未穿过试样正面传导到另一侧。

B. 应用稳态法测量良导体的导热系数对实验样品有什么要求实验方法与测量不良导体有什么区别

稳态法测量导热系数所依据的是傅立叶传热定律（λ＝Qd／ΔT），其中Q是热流密度，d是热流方向上的长度，ΔT表示对应长度上的温度差。

在理论上，傅立叶传热定律适应于所有材料，包括良导体和不良导体，但在具体测量中为了保证导热系数的测量精度，则需要针对良导体和不良导体区别对待，由此形成了不同的测量方法和测量装置。

C. 稳态法测量导热系数是否适用测量热的良导体为什么

稳态导热法测量热的良导体可以，但是由于良导体散热快，所以测量结果误差大，成为一个无用的实效结果。

如果用稳态法测量导热系数测量热的良导体，对实验样品的要求是：

1、实验样品必须是不良导体。（散热不会太快）

2、稳态法是利用热源在待测样品内形成一稳定的温度分布，然后进行测量。

3、动态法中待测样品中的温度分布是随时间变化的，例如呈周期性的变化等。

(3)稳态法导热系数测量实验装置扩展阅读

测量导热系数的实验方法一般分为稳态法和动态法两类。

在稳态法中，先利用热源对样品加热，样品内部的温差使热量从高温向低温处传导，样品内部各点的温度将随加热快慢和传热快慢的影响而变动；当适当控制实验条件和实验参数使加热和传热的过程达到平衡状态，则待测样品内部可能形成稳定的温度分布，根据这一温度分布就可以计算出导热系数。

而在动态法中，最终在样品内部所形成的温度分布是随时间变化的，如呈周期性的变化，变化的周期和幅度亦受实验条件和加热快慢的影响，与导热系数的大小有关。

D. 大学物理实验：用稳态法测不良导体的导热系数的实验装置可以测量空气的导热系数吗并说明理由

应该是不可测，良导体四周散失的热量很多，不好平衡吧，空气不会流动吗？刚加热的空气，吹口气，跑了没法测

E. 稳态法测量不良导体导热系数要求具备哪些实验条件

实验仪器、材料、不同温度和含湿量。

导热系数的测试分为动态法和稳态法，稳态法又分为热流计法和防护热板法。考虑到仪器精度以及控温范围，参照GB/T10294-2008标准，采用防护热板法进行测试。

主体由热板、冷板和试件夹紧系统组成。热板包括主加热板、护加热板以及背护加热板3个主要部分。主加热板和护加热板由电阻加热器及智能测量仪控温，背护加热板由精密恒温水槽控温，使3块加热板的温度保持一致。

冷板由铝板、半导体制冷体和冷却水套组成，可精确控制冷板温度在设定值。智能测量仪用于整个测试系统的温度测量及控制，以实现全自动的测试。

每种材料各制备3~6个尺寸为30cm×30cm×3~5cm的试件，在不同温度和含湿量下对导热系数进行12~35次测试。测试前先将试件培养至不同的含湿量，然后将试件的各面用4层塑料薄膜包裹起来。

薄膜的水蒸气渗透阻Sd > 1.5m，可视为不透气。其厚度和热阻分别为0.0225mm和0.000537m2K/W，均可以忽略。

(5)稳态法导热系数测量实验装置扩展阅读

稳态法又分为热流计法和防护热板法，热流计法测试试件的热阻与标准试件热阻的比值。当热板和冷板在恒定温度和温差的稳定状态下，热流计装置在热流计中心区域和试件中心区域建立一个单向稳定热流密度，该热流穿过一个（或两个）热流计的测量区域及一个（或两个接近相同）试件的中间区域。

防护热板法，在稳态条件下，在具有平行表面的均匀板状试件内，建立类似于两个平行的温度均匀的平面为界的无限大平板中存在的一维的均匀热流密度。

双试件装置中，由两个几乎相同的试件组成，然后其中夹一个加热单元，加热单元由一个圆或方形的中间加热器和两块金属板组成。热流量由加热单元分别经两侧试件传给两侧冷却单元。

F. 大学物理实验稳态法测量良导体的导热系数。

在大学物理实验级别上，只要是符合傅立叶热传递定律，没什么不可以的。
所谓采专取一些措施和改变样品属的形状，就是设法要保证试样两端的温度差要足够大以便于测量。对于不良导体，如橡胶，导热系数在0.4左右，那么橡胶盘两个端面的温度可以明显的有足够大的温差可测；但如果是相同试样尺寸的良导体，则试样两端面的温差将非常小而无法准确测量。因此，为了增大良导体试样两端温差的大小，就需要增大试样的厚度，说白了，就是增大试样的热阻。
当然，这只是大学物理实验所进行的改变，这在实际工程测量中是基本不可能的，因为试样厚度增大势必会增加试样侧面的热损失，严重影响导热系数测量误差。