题目
10-4 图10.28为比较法测量材料热导率装置的示意图。标准试件的厚度 _(1)=-|||-15mm,热导率 (lambda )_(1)=0.15W/(mcdot R) ;待测试件的厚度 _(2)=-|||-16mm。试件边缘绝热良好。稳态时测得壁面温度 tw1=-|||-45℃、 _(w)=(23)^circ C _(w)=(18)^circ C 忽略试件边缘的散热损失,-|||-试求待测试件的热导率λ2。-|||-加热器-|||-δ1 标准件 1w1-|||-δ2 待测件 tw2 tw3-|||-冷却水-|||-图10.28 习题 10-4 附图
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定热传导的基本公式
热传导的基本公式为：$Q = \lambda A \frac{\Delta T}{\Delta x}$，其中 $Q$ 是热流率，$\lambda$ 是热导率，$A$ 是传热面积，$\Delta T$ 是温度差，$\Delta x$ 是厚度。由于试件边缘绝热良好，可以认为热流率在两个试件中是相同的。
步骤 2：计算标准试件的热流率
标准试件的热流率为：$Q_1 = \lambda_1 A \frac{t_w - t_{w2}}{\delta_1}$。将已知数值代入，得到：$Q_1 = 0.15 \times A \times \frac{45 - 23}{0.015}$。
步骤 3：计算待测试件的热流率
待测试件的热流率为：$Q_2 = \lambda_2 A \frac{t_{w2} - t_{w3}}{\delta_2}$。由于 $Q_1 = Q_2$，可以得到：$0.15 \times A \times \frac{45 - 23}{0.015} = \lambda_2 \times A \times \frac{23 - 18}{0.016}$。
步骤 4：求解待测试件的热导率
将已知数值代入，得到：$0.15 \times \frac{22}{0.015} = \lambda_2 \times \frac{5}{0.016}$。解得：$\lambda_2 = 0.704 W/(m\cdot K)$。
热传导的基本公式为：$Q = \lambda A \frac{\Delta T}{\Delta x}$，其中 $Q$ 是热流率，$\lambda$ 是热导率，$A$ 是传热面积，$\Delta T$ 是温度差，$\Delta x$ 是厚度。由于试件边缘绝热良好，可以认为热流率在两个试件中是相同的。
步骤 2：计算标准试件的热流率
标准试件的热流率为：$Q_1 = \lambda_1 A \frac{t_w - t_{w2}}{\delta_1}$。将已知数值代入，得到：$Q_1 = 0.15 \times A \times \frac{45 - 23}{0.015}$。
步骤 3：计算待测试件的热流率
待测试件的热流率为：$Q_2 = \lambda_2 A \frac{t_{w2} - t_{w3}}{\delta_2}$。由于 $Q_1 = Q_2$，可以得到：$0.15 \times A \times \frac{45 - 23}{0.015} = \lambda_2 \times A \times \frac{23 - 18}{0.016}$。
步骤 4：求解待测试件的热导率
将已知数值代入，得到：$0.15 \times \frac{22}{0.015} = \lambda_2 \times \frac{5}{0.016}$。解得：$\lambda_2 = 0.704 W/(m\cdot K)$。