节能玻璃的热学特性测量

第2卷 1

第 4期

大

学

物

理

实

验

Vo . No. 12l 4 De c. 2 o o8

20 0 8年 l 2月出版

PHYSI CAL EXP E砒 MENT OF COU J EGE

文章编号：0 7 9 4 2 0 )4 0 1 5 10—2 3 (0 8 0—0 0—0

节能玻璃的热学特性测量周菁华刘芸陈骏逸马世红李天群 ( .旦大学，海，043 1复上 203 )

( .海天欣科教仪器有限公司，海，043 2上上 20 3)摘要用稳态法测量节能玻璃的热学性能，在同样的外界温度下，并比较它与普通玻璃的保温性能，而证明节能玻璃具有明显节能优越性。从关键词节能玻璃；热率，热系数导传

中图分类号： O一5 13 5.

文献标识码： A

引言

随着社会的发展与进步，们逐渐意识到环境保护的迫切性和重要性，人如何合理使用地球上有限的资源，已经成为人类热切关注的话题之一。其中建筑节能是缓解能源紧缺， 减轻环境污染，改善人民生活工作条件，促进经济可持续发展的一项最直接的措施。 以往，高校物理实验教学以验证性为主，少学生可以独立思考和联系实际的内容，缺与社会急需解决课题有些脱节，自主性研究性物理实验弥补了这一不足。节能玻璃物而理特性测量的课题可以使物理实验与社会生活中热门专题相结合，以说是一种改革性可的尝试，本实验可以作为高校设计性研究性物理实验开设。1实验原理

玻璃窗的功能除了透光通风外，还应具有保温绝热作用，但不同玻璃的隔热性能不相同，此需要研制新型的节能玻璃来满足节能环保的要求。为 ’

热传导是依靠物体各部分直接接触而进行的热传播过程，温度的分布有着密切关和系。一般说来，度是坐标，,温 Y z和时间的函数 0= ( Y: t。在某一瞬间，间 f,,,)空所有各点温度的集合叫做温度场。如果各点温度不随时间改变，为稳定的温度场。称

考虑温度的变化只沿轴的情况，由于存在温差，热量将向温度减小的方向传递。当热传导平衡时，与轴垂直的平面 5内温度处处相同，在时间 t内，则通过 S传递的热量 p

与 S的大小、传递时间 t的长短以及温度沿轴方向的变化率 d/ x即在 5处的 0 d(温度梯度 )三者成正比，而可写成因收稿日期：08 6— 7 20—0 2

Q=

×t

() 1

上式中的比例系数 A根据物质的类别及它所处的状态而变，称该物质的导热率 (又称导热系数 )。如果样品是均匀的，而且其侧周绝热。则温度梯度在它的各截面处处都相等。

本实验使用 F D—T C—B导热系数测定仪测量玻璃样品的导热率人，量时，品上测样表面与一个温度可以控制的稳定的均匀-体充分接触，表面与一均匀散热体相接触。发热下 由于样品的侧面积相比上下表面积小很多，以认为热量只沿着上下方向垂直传递，向可横由侧面散去的热量可以忽略不计，可以认为，品内只有在垂直样品平面的方向上有温即样度梯度，同一平面内，处的温度相同。在各

设稳态时，品的上下平面温度分别为 0、2根据傅立叶传导方程，△时间内通样 l0,在 f过样品传递的热量△Q满足：= . s () 2

式中为样品的导热率，日为样品的厚度， h S为样品的平面面积。 当样品上下表面的温度 0和 0不变时，以认为加热盘 C通过样品传递的热流量 l:可与散热盘 P向周围环境散热量相等。因此可以通过散热盘 P在稳定温度：的散热速时率来求出热流量。=脚

AO

() 3

其中 m为散热盘 P的质量， c为其比热容。 在达到稳态的过程中， P盘的上表面并未暴露在空气中，物体的冷却速率与它的散而热表面积成正比，为此，稳态时铜盘 P的散热速率的表达式应作面积修正：

△ Q

A O j,

(

+￣ e| 2Rh) r p

‘ ) 4

其中 R为散热盘 P的半径，为其厚度。由()()可得样品的导热率 h 2、4式

^△ l: - I ,

(p 2P×口 R+ ) h 丽

,、

物质的热传导性能以其导热率表示。在工业中为了区分物体热传导性能，在公式 () 2中，又定义传热系数 K=2 h,/ 8它表示在单位时间内，位面积、单在温差为 0—0时， 2 1通过平板状物体的热量 E3。 2], 2实验仪器和样品简介 2 1温屏玻璃 .

温屏玻璃

是的一种热学性能优越的镀膜节能玻璃，由两块内部镀膜的玻璃，它中间为低真空，并用真空封泥封闭的双层平板玻璃，图 l示。如所本实验采用的温屏玻璃大小 3 . c 5 Om×2 .e其中单片玻璃厚度均为 5 m,间为 0 Om, m中 1r 2 m低真空层。 a .

22 F . D—T C—B型导热系数测定仪’一

一

装置如图 2所示，由加热器、铜加热盘 c,测样品，待铜散热盘 P、架及调节螺丝、支 温度传感器以及控温与测温器组成。

C B P|…………, .■…………,… I…¨ Jr

量

I前视图盾视图

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图 1温屏玻璃截面结构图

图 2 f一T 1 ) c—B导热系数测定仪装置图

3实验内容和方法

( )玻璃样品放在加热盘与散热盘中间，节底部的三个微调螺丝， 1将调依样品与加热盘、散热盘接触良好且完全对准，但注意不宜过紧或过松。

() 2按照图 2所示，好加热盘的电源插头；插再将 2根连接线的一端与机壳相连，一另有传感器端插在加热盘和散热盘小孔中，要求传感器完全插入小孔中，在传感器上抹一并些硅油或者导热硅脂，以确保传感器与加热盘和散热盘接触良好。在安放加热盘和 …… 此处隐藏：3079字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……