《傳熱學b》
實驗指導書
楊晚生廣東工業大學土木與交通工程學院
二０一０年六月印刷
實驗指導書
實驗專案名稱： 建築材料恆定熱源法熱擴散率及導熱係數的測試
實驗專案性質： 綜合性實驗
所屬課程名稱： 傳熱學b
實驗計畫學時： 4.0
一、 實驗目的
通過利用恆定熱源法及熱箱檢測裝置，對建築牆體材料的熱擴散率及導熱係數利用非穩態原理進行測試。
二、 實驗內容和要求
1、熟悉建築牆體傳熱系數測試裝置測試原理；
2、熟悉建築材料溫度及熱量測試原理及方法；
3、掌握建築牆體溫度及熱量測試方法；
4、掌握利用非穩態導熱公司計算建築材料熱擴散率及導溫係數；
5、學生在老師的指導下分組協同完成實驗任務。
三、 實驗主要儀器裝置和材料
1、 建築環境控制冷熱箱（jtrg-2型）；
2、 建築溫度及熱量測量儀器；
3、 新型石膏基內抹灰牆體。
圖1 測試牆體
圖2溫度和熱流感測器布置（加熱側） 圖3溫度和熱流感測器布置（未加熱側）
圖4 測試牆體感測器實際布置圖圖5 測試牆體加熱膜布置圖
檢測裝置由三部分組成：試件架，冷箱和熱箱。試件架用來安放檢測材料，冷箱後半部為壓縮機組，控溫等部件。
熱箱除箱體外，配精密控溫儀一台，12v直流電源一台，供均熱風扇用。另配三條連線電纜。
熱工效能測試實驗台系統組成如下圖：
圖 6 冷熱箱測量裝置示意圖
四、 實驗方法、步驟及結果測試
（一）實驗方法及步驟
（1）將冷熱箱線路連線好
（2）在試件架上安放被測試件，四周用聚苯乙烯填實，並確保密封。在被測材料兩表面做粉刷層，等乾燥後，在兩表面上布置測溫點和熱流計，然後合上冷熱箱。（因試件架支撐輪的承受力有限，另外試件架加砌牆體後中心抬高，容易傾倒，故不宜再推動。
所以加砌牆體時最好先選好地方，用磚等物支撐試件架並固定試件架，分擔壓力。）
（3）將熱電偶和熱流計分別貼上於被測試件表面上。為防止掉落，可以用不幹膠帶將電纜固定，熱電偶和熱流計探頭可以用凡士林或黃油貼上，同時也是為了消除空氣間隙。避免在熱電偶和熱流計上面貼上不幹膠帶，導致增加熱阻。
冷熱兩面各布置的熱電偶和熱流計個數2-4個及可，然後取平均值。
（4）設定冷箱溫度。
（5）設定熱箱溫度控制儀。
（二）測試結果分析
1、根據所測記錄資料，進行初步資料整理，去除粗大誤差；
2、根據測試資料繪製詳細的引數測試變化曲線，並根據測試引數變化曲線分析引數濃度變化規律；
3、根據各測試引數，比較分析溫度及熱流變化規律，並分析達到穩態的時間；
4、根據各測試引數變化曲線及規律，根據確定資料；
5、根據測試分析結果，撰寫詳細的實驗研究報告。
五、 實驗報告要求
1、實驗測試的目的及內容；
2、主要實驗測試儀器及裝置；
3、實驗測試建築的基本情況；
4、實驗步驟和實驗記錄的資料；
5、利用非穩態原理計算牆體導熱係數及熱擴散率（教材p:69）
六、 思考題
1、非穩態測試中資料的選擇原則？
2、如何進行導熱係數及熱擴散率的計算？
編號：《傳熱學b》實驗報告
實驗時間： 2023年7月
實驗班級：建築環境與裝置工程08（1）（2）
實驗報告總份（片）數： 份（片）
實驗教師： 楊晚生
學生姓名學號
土木學院建築環境與裝置工程專業實驗室
廣東工業大學
廣東工業大學實驗報告
_建設學院_學院_建築環境與裝置工程_08專業_(1)(2)班成績評定_______
學號姓名合作者____號____) 教師簽名_______
實驗__題目建築材料恆定熱源法熱擴散率及導熱係數的測試
第___周星期___第___節
建築材料恆定熱源法熱擴散率
及導熱係數的測試
實驗報告
實驗時間： 2023年7月
實驗班級：建築環境與裝置工程08（1）（2）
實驗教師： 楊晚生
學生姓名
學號廣東工業大學
一、 實驗目的
通過利用恆定熱源法及熱箱檢測裝置，對建築牆體材料的熱擴散率及導熱係數利用非穩態原理進行測試。
二、 實驗內容和要求
1、熟悉建築牆體傳熱系數測試裝置測試原理；
2、熟悉建築材料溫度及熱量測試原理及方法；
3、掌握建築牆體溫度及熱量測試方法；
4、掌握利用非穩態導熱公司計算建築材料熱擴散率及導溫係數；
5、學生在老師的指導下分組協同完成實驗任務。
三、 實驗主要儀器裝置和材料
a) 建築環境控制冷熱箱（jtrg-2型）；
b) 建築溫度及熱量測量儀器；
c) 新型石膏基內抹灰牆體。
圖1 測試牆體
圖2溫度和熱流感測器布置（加熱側） 圖3溫度和熱流感測器布置（未加熱側）
圖4 測試牆體感測器實際布置圖圖5 測試牆體加熱膜布置圖
檢測裝置由三部分組成：試件架，冷箱和熱箱。試件架用來安放檢測材料，冷箱後半部為壓縮機組，控溫等部件。
熱箱除箱體外，配精密控溫儀一台，12v直流電源一台，供均熱風扇用。另配三條連線電纜。
熱工效能測試實驗台系統組成如下圖：
圖 6 冷熱箱測量裝置示意圖
四、 實驗方法、步驟及結果測試
（一）實驗方法及步驟
（1）將冷熱箱線路連線好
（2）在試件架上安放被測試件，四周用聚苯乙烯填實，並確保密封。在被測材料兩表面做粉刷層，等乾燥後，在兩表面上布置測溫點和熱流計，然後合上冷熱箱。（因試件架支撐輪的承受力有限，另外試件架加砌牆體後中心抬高，容易傾倒，故不宜再推動。
所以加砌牆體時最好先選好地方，用磚等物支撐試件架並固定試件架，分擔壓力。）
（3）將熱電偶和熱流計分別貼上於被測試件表面上。為防止掉落，可以用不幹膠帶將電纜固定，熱電偶和熱流計探頭可以用凡士林或黃油貼上，同時也是為了消除空氣間隙。避免在熱電偶和熱流計上面貼上不幹膠帶，導致增加熱阻。
冷熱兩面各布置的熱電偶和熱流計個數2-4個及可，然後取平均值。
（4）設定冷箱溫度。
（5）設定熱箱溫度控制儀。
（二）測試結果分析
1、根據所測記錄資料，進行初步資料整理，去除粗大誤差；
2、根據測試資料繪製詳細的引數測試變化曲線，並根據測試引數變化曲線分析引數濃度變化規律；
3、根據各測試引數，比較分析溫度及熱流變化規律，並分析達到穩態的時間；
4、根據各測試引數變化曲線及規律，根據確定資料；
5、根據測試分析結果，撰寫詳細的實驗研究報告。
五、 計算原理
將檢測牆體看作無限大平板，一側施加恆定熱流，另一側與周圍空氣進行對流換熱，其傳熱數學模型如下【17-18】：
1）邊界條件：，；，，；，；
在上述條件下的解析解為2）
根據傅利葉定理可得3）
分離變數並對上式積分4）
得5） 由公式（5）可知：在牆體構造型式及厚度確定的情況下，只要檢測出所對應時刻牆體兩表面的溫度及初始溫度，便可以通過公式（8）計算出牆體的熱擴散係數。
再利用該傳熱模型下的溫度分布表示式（9），通過檢測得到的熱擴散係數、熱流密度及牆體兩表面溫度，可以計算初所測牆體的導熱係數（見公式（10）。
6）7）
由式（7）/（6）得8）
9）10）
六、 實驗測試資料
測試熱流：
七、 計算結果
傳熱學實驗報告
鄭州航院試驗報 告學院 機電工程學院 專業 材料成型及控制工程 姓名 學號 1 實驗目的 1 鞏固和深化穩定導熱過程的基本理論，學習用平板法測定絕熱材料導熱係數的實驗方法和技能。2.測定試驗材料的導熱係數。3 確定試驗材料導熱係數與溫度的關係。2 實驗原理 導熱係數是表徵材料導熱能力的物理量。對於不...
傳熱學教案
第四章導熱問題的數值解法 1.重點內容 掌握導熱問題數值解法的基本思路 利用熱平衡法和泰勒級數展開法建立節點的離散方程。2.掌握內容 數值解法的實質。3.了解內容 了解非穩態導熱問題的兩種差分格式及其穩定性。由前述可知，求解導熱問題實際上就是對導熱微分方程在定解條件下的積分求解，從而獲得分析解。但是...
傳熱學實驗指導書
俞天蘭編 湖南工業大學 機械工程學院過程裝備與控制工程專業教研室 2006年9月 目錄實驗一穩態球體法測定粒狀材料導熱係數 1 一 實驗目的 1 二 實驗原理 1 三 實驗儀器與裝置 1 四 實驗步驟 2 實驗二非穩態 準穩態 法測量材料的導熱性能實驗 3 一 實驗目的 3 二 實驗原理 3 三 實...