開(kāi)放環(huán)境下金屬熱物性參數(shù)測(cè)量的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要 細(xì)長(zhǎng)形金屬圓棒裸露置于自然環(huán)境下，熱量傳遞的物理過(guò)程包括熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射。金屬棒被持續(xù)加熱后再停止加熱，對(duì)其升溫、穩(wěn)態(tài)、降溫三個(gè)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)，根據(jù)熱傳導(dǎo)方程，通過(guò)分析不同階段熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射在熱量傳遞中的占比，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容、對(duì)流換熱系數(shù)和發(fā)射率的測(cè)量。較于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳熱模型從一維擴(kuò)展到三維，是基于自然環(huán)境下金屬的自然散熱，有助于學(xué)生更好地理解熱量傳遞的物理過(guò)程，實(shí)驗(yàn)原理也有助于學(xué)生理解物理中的數(shù)學(xué)方法。該研究豐富了熱物性參數(shù)測(cè)量的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法，適用于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 導(dǎo)熱系數(shù);比熱容;對(duì)流換熱系數(shù);發(fā)射率;自然散熱