一种水冷法测定良导体导热系数的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种水冷法测定良导体导热系数的实验装置，属于导热系数测定技术领域，为解决稳态法测量导热系数过程中的低效率、不稳定的问题。该水冷法测定良导体导热系数的实验装置包括散热模块、设置在散热模块上的圆柱形的待测样品和设置在待测样品上的加热模块；待测样品与水平面垂直；圆柱形的所述待测样品的两端分别连接散热模块和加热模块，所述待测样品的侧面被聚四氟乙烯完全覆盖。大大减少了外界环境的干扰，稳定性大大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种水冷法测定良导体导热系数的实验装置
本技术属于导热系数测定
，涉及一种导热系数的实验装置，具体为一种水冷法测定良导体导热系数的实验装置。
技术介绍
导热系数作为反映物质传热性能的重要物理量，它的测定是研究物质导热性能的主要途径。目前主要的测定方法包括稳态法和非稳态法，其中，稳态法的原理是当系统处于稳态情况下，传热速率等于散热速率的平衡条件来测得导热系数。但是，当前导热系数测量仪的散热系统主要是由风扇构成的，其缺点主要是对环境要求比较苛刻，效率低，不稳定，这是由于风扇做强迫对流换热时易受环境的影响，在外界环境的干扰下，很容易影响到温度的测量，并且风扇散热使垂直于样品横截面的方向上的温度梯度不是很大，引起系统误差。
技术实现思路
根据以上现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是提出一种水冷法测定良导体导热系数的实验装置，解决了稳态法测量导热系数过程中的低效率、不稳定且易受外界干扰的问题。本技术采用的技术方案为：一种水冷法测定良导体导热系数的实验装置，该水冷法测定良导体导热系数的实验装置包括散热模块、设置在散热模块上的圆柱形的待测样品和设置在待测样品上的加热模块；待测样品与水平面垂直；圆柱形的所述待测样品的两端分别连接散热模块和加热模块，所述待测样品的侧面被聚四氟乙烯完全覆盖。所述加热模块为一个加热盘，所述加热盘设置在待测样品的上端，待测样品的上端与加热盘的下端活动连接。所述散热模块包括一个矩形管道，所述矩形管道横在试验台上，矩形管道的上表面上设有一个圆形的安装口，矩形管道内部正对安装口的侧壁上设有安装支架，所述散热模块还包括一个设置在安装支架上的散热圆盘，待测样品的下端与散热圆盘的上表面接触。矩形管道内有流动的冷却液体，矩形管道的两端分别为进液口和出液口，冷却液体通过进液口进入矩形管道内部，然后与散热圆盘接触进行热交换，然后冷却液通过出液口流出矩形管道。散热圆盘的厚度大于矩形管道的壁厚，散热圆盘安置在安装支架上后，散热圆盘的上表面还留在矩形管道的外部。散热圆盘的半径与安装口的半径相等。所述加热模块为一个加热盘，加热盘的下端设有连接座，连接座上设有连接孔，散热圆盘的上表面设有第二连接座，第二连接座上也设有连接孔，两个连接孔上设有内螺纹，待测样品的两端的聚四氟乙烯上设有外螺纹，待测样品的两端翻倍插入两个连接孔内且待测样品的两端端部分别与加热盘和散热圆盘接触。所述水冷法测定良导体导热系数的实验装置还包括一个密封筒，待测样品在密封筒内部。所述密封筒的两端分别与加热模块和散热模块密封连接，密封筒的侧壁上设有用于将加热模块、散热模块和密封筒构成的空间内的空气抽出的抽气泵。所述密封筒的制作材料为热的不良导体。本技术的有益效果是：解决了稳态法测量导热系数过程中的低效率、不稳定的问题。附图说明下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：图1为本技术的具体实施方式水冷法测定良导体导热系数的实验装置未添加连接座和密封桶时的结构示意图；图2为本技术的具体实施方式水冷法测定良导体导热系数的实验装置设有连接座和密封桶时的结构示意图；图3为本技术的具体实施方式水冷法测定良导体导热系数的实验装置的密封桶的结构示意图。具体实施方式下面通过对实施例的描述，本技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。本技术提供了一种水冷法测定良导体导热系数的实验装置，该水冷法测定良导体导热系数的实验装置包括散热模块、设置在散热模块上的圆柱形的待测样品2和设置在待测样品2上的加热模块。待测样品2与水平面垂直。圆柱形的所述待测样品2的两端分别连接散热模块和加热模块，加热模块给待测样品2的一端加热，散热模块在待测样品2远离加热模块的一端进行散热，热量就不断地从待测样品2与加热模块连接的一端流向待测样品2与散热模块连接的一端，为了减少外部环境对热量在待测样品2上传递产生影响，所述待测样品2的侧面被聚四氟乙烯完全覆盖，聚四氟乙烯具有良好的隔热效果，热传递效果非常差，因此待测样品2侧面热量的散失可以忽略，于是可视为热量只沿着垂直于待测样品2横截面的方向流动，保持这一热传导过程一段时间以后，热量传递达到稳定状态，待测样品2各处的温度保持不变。因此在垂直于待测样品2横截面的方向上存在温度梯度，而在同一待测样品2横截面内各处的温度是相等的，那么易知在相等的时间内流过该待测样品2的横截面的热量是相同的。所述加热模块为一个加热盘1，所述加热盘1设置在待测样品2的上端，加热盘1的轴线与待测样品2的轴线重合。待测样品2的上端与加热盘1的下端活动连接。所述散热模块包括一个矩形管道5，所述矩形管道5横在试验台上，矩形管道5的上表面上设有一个圆形的安装口，矩形管道5内部正对安装口的侧壁上设有安装支架4，所述散热模块还包括一个设置在安装支架4上的散热圆盘3，散热圆盘3的半径与安装口的半径相等。待测样品2的下端与散热圆盘3的上表面接触，待测样品2的轴线与散热圆盘3的轴线重合。散热圆盘3的厚度大于矩形管道5的壁厚，散热圆盘3安置在安装支架4上后，散热圆盘3的上表面还留在矩形管道5的外部。矩形管道5的两端分别为进液口和出液口，冷却液体通过进液口进入矩形管道5内部，然后与散热圆盘3接触进行热交换，然后冷却液通过出液口流出矩形管道5，进而形成稳定的散热过程。为了实验的安全和降低实验成本，所述冷却液体为水。作为本技术的进一步改进，为了保持散热圆盘3、待测样品2和加热盘1三者之间连接的稳定性，所述加热盘1的下端设有连接座，连接座上设有连接孔，散热圆盘3的上表面设有第二连接座，第二连接座上也设有连接孔，两个连接孔上设有内螺纹，待测样品2的两端的聚四氟乙烯上设有外螺纹，待测样品2的两端翻倍插入两个连接孔内且待测样品2的两端端部分别与加热盘1和散热圆盘3接触。作为本技术的进一步改进，为了进一步减少外部环境对实验装置在实验过程中施加影响，所述水冷法测定良导体导热系数的实验装置还包括一个密封筒，待测样品2在密封筒内部。所述密封筒的两端分别与加热盘1和散热圆盘3密封连接，密封筒的侧壁上设有抽气泵，抽气泵用于将加热盘1和散热圆盘3和密封筒构成的空间内的空气抽出。为了避免密封筒传递热量，所述密封筒的制作材料为热的不良导体，由于需要密封筒具有一定的强度，所述密封筒包括作为骨架的软木、包裹在软木外部的石棉和设置在软木两端用于密封的橡胶。上面对本技术进行了示例性描述，显然本技术具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本技术的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本技术的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本技术的保护范围之内。本技术的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水冷法测定良导体导热系数的实验装置，其特征在于：该水冷法测定良导体导热系数的实验装置包括散热模块、设置在散热模块上的圆柱形的待测样品(2)和设置在待测样品(2)上的加热模块；待测样品(2)与水平面垂直；圆柱形的所述待测样品(2)的两端分别连接散热模块和加热模块，所述待测样品(2)的侧面被聚四氟乙烯完全覆盖。

【技术特征摘要】
1.一种水冷法测定良导体导热系数的实验装置，其特征在于：该水冷法测定良导体导热系数的实验装置包括散热模块、设置在散热模块上的圆柱形的待测样品(2)和设置在待测样品(2)上的加热模块；待测样品(2)与水平面垂直；圆柱形的所述待测样品(2)的两端分别连接散热模块和加热模块，所述待测样品(2)的侧面被聚四氟乙烯完全覆盖。2.根据权利要求1所述的水冷法测定良导体导热系数的实验装置，其特征在于：所述加热模块为一个加热盘(1)，所述加热盘(1)设置在待测样品(2)的上端，待测样品(2)的上端与加热盘(1)的下端活动连接。3.根据权利要求1所述的水冷法测定良导体导热系数的实验装置，其特征在于：所述散热模块包括一个矩形管道(5)，所述矩形管道(5)横在试验台上，矩形管道(5)的上表面上设有一个圆形的安装口，矩形管道(5)内部正对安装口的侧壁上设有安装支架(4)，所述散热模块还包括一个设置在安装支架(4)上的散热圆盘(3)，待测样品(2)的下端与散热圆盘(3)的上表面接触，矩形管道(5)内有流动的冷却液体，矩形管道(5)的两端分别为进液口和出液口，冷却液体通过进液口进入矩形管道(5)内部，然后与散热圆盘(3)接触进行热交换，然后冷却液通过出液口流出矩形管道(5)。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：方苇，罗羊，汪嘉慧，崔光磊，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34