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测定气体导热系数

【试验目的】1．把握低真空系统的根本操作方法，学会正确使用数显式电子真空计。
把握用热线法测定气体导热系数的根本原理和正确方法。
学习应用“线性回归”和“外推法”对试验数据进展处理。
【试验原理】
“热线法”测量气体导热系数的原理
稳定温度场的建立
钨丝，T1
T2

由于T＞T
1 2
，容器中的待测气体必定形成一个沿径向分布的

温度梯度，由于热传导，钨丝温度下降，本试验用热线恒温

自动把握系统来维持钨丝温度恒为T
1
。这样，每秒钟由于气

体热传导所耗散的热量就等于维持钨丝的温度恒为T时所
1

消耗的电功率，从而维持测量室中温度梯度稳定。故通过测量钨丝消耗的电功率来算出单位时间内热传导的热量。
由付里叶定律推导气体导热系数

K即气体导热系数。其中l =19.5cm,r =0.0095mm,r =
1 2

7.5mm.T
2
近似等于室温，关键在于Q与T
1
怎么测定。

2)Q与T
1
的测定

每秒钟通过气体圆柱面传输的热量Q等于钨丝所耗散的电功率，即 QW UI
对于确定长度为l的钨丝而言，其电阻值与温度的关系为：

(RR )
T 273 0 。
1 R
0
R=37.2 Ω，是零度时的电阻值；R=U/I为试验测量。
0

 5.1103C1
二项修正
热辐射以及联接钨丝两端的电极棒的传热损失的修正。

测量在低气压〔133.3帕～1333帕〕条件下进展，低气压
气体导热系数K 与压强P下导热系数之间的关系：
低

中的K 和K可以用Q 和Q来代替
低 低

作图法外推求Q
以1／P为横坐标，1／Q低
外推法求Q
为纵坐标作图，所得到的试验曲线将近似为始终线，此直线在纵坐标上的截距即为1／Q
【试验内容】
生疏试验装置，选择适宜的热线温度

比照试验装置图生疏气体导热系数测定仪的根本构造，特别留意三通Ⅰ和三通Ⅱ的旋转操作。
校准电子真空计。
调整热线的恒温温度T1(钨丝电阻值为90～100Ω左右)
测量钨丝热辐射与电极棒传热耗散的电功率Ｗ
真空
预抽真空
测量W
真空
在真空度约0.1333帕〔或10-3乇〕时测出热线两端的电压U
及流过它的电流I ，通过计算得W
真空 真空 真空。
测量枯燥空气的导热系数
在133.3～1333帕范围内测出不同气压P时，钨丝两端的电压Up及流经钨丝的电流Ip。把全部数据记录到表格中。留意事项：
为了避开真空泵回油，试验中或试验完毕时，当真空泵停机时，都要使其通大气，即三通I转到1、3位置。
假设不留意，把过多的气体放入系统内时，可以再用真空泵把系统内气压抽到试验的需要值再连续测量。
假设系统长时间没有使用，或者系统漏气较多，系统
不简洁到达所要求的真空度，这时候要认真检查系统各气路接口有否漏气的地方并予以排解，必要时还要拔下两个三通阀的阀芯，清洗后涂上的真空脂，在排解系统内部吸附的气体后，系统就能到达所需的真空度。
【数据与结果】
数据记录表见讲义
数据处理：
外推法求Q。

求T(T
1 2
即室温)。

求T～T
1 2
之间的平均导热系数。

求T1～T2间平均导热系数的理论值，并与试验测得值比照求试验的相对误差。
E|KK|100
0
K 0