穩態圓球法測定粒狀材料導熱系數實驗目的①在穩定狀態下，學習和掌握用圓球法測定顆粒狀材料的導熱系數。②學會使用電位差計。③通過實驗確定該材料的導熱系數隨溫度的變化關系式： （1）實驗原理導熱系數是表征材料導熱能力的物理量。對于不同的材料，導熱系數是不同的；對同一材料，導熱系數還會隨著溫度、壓力、濕度、物質結構和重度等因素而變化。本實驗是在穩定傳熱條件下，根據圓球導熱公式來求得顆粒狀材料的導熱系數。設有一空心球體，球的內外表面直徑分別為d1和d2，溫度為t1和t2并保持不變，根據傅立葉定律可得出球體導熱公式： Q=2πλ即： λm=Qδ式中λm——球體材料在溫度tm=(t1+t2)/2時的導熱系數，W/（m·K）；δ——空心球體壁的厚度δ=(d1+d2)/2，m；I——電加熱器通過的電流，A；V——電加熱器的端電壓，V；Q——電加熱器的功率，W。在溫度變化范圍不大的情況下，大多數工程材料的導熱系數隨溫度的變化關系可作為直線關系處理，因此要確定式中λ=f(t)的函數關系，則可以測定在不同溫度狀態下的λm值。將溫度為tm1、tm2、tm3……所對應的λm1、λm2、λm3……值標繪在座標紙上，然后應用圖解法求出式中的λ0和b值，從而整理出λ=f(t)的具體表達式。實驗系統及裝置實驗裝置如圖1所示，其中圓球導熱儀本體由兩個厚度極薄的同心金屬球殼構成，內球殼外表面直徑d1=80mm，外球殼內表面直徑d2=160mm。兩球殼之間松緊均勻地填充滿顆粒狀材料干黃砂，即本實驗的被測材料。內球殼里裝有電阻絲繞成的電加熱器，由直流穩壓電源供給直流電加熱。單位時間產生的熱量（Q=IV，W）將通過黃砂層由球壁傳出。為了測定黃砂層內外的溫差，在內球外表面和外球內表面上各裝有三組熱電偶用來測量其溫度，測點1、2、3分別位于內球殼上，測點4、5、6分別位于外球殼上，熱電偶熱端焊于球殼上，冷端置于冰瓶中，冷熱端產生的熱電動勢用電位差計來測量。測點1、2、3的平均溫度即為內球壁面溫度t1，測點4、5、6的平均溫度即為外球壁面溫度t2。圖1圓球法測導熱系數實驗裝置實驗步驟及方法①將各實驗裝置連接完成，根據所需功率調節穩壓器在指定數值并開始加熱。②加熱3小時以上進入穩定導熱狀態，即可開始用電位差計測量并記錄各熱電偶測溫點的熱電勢，每隔10分鐘記錄一次，直至相鄰兩次各點測讀數值完全一致或相差極微，取平均值進行計算。然后根據T型熱電偶分度表將熱電勢換算成溫度并計算得到t1及t2，同時需記錄下加熱器的電壓V和電流I。③在允許范圍內調節穩壓器輸出電壓，改變加熱功率，待穩定后重復步驟（二）的操作，分別測量材料的不同溫度狀態，并計算相應狀態下的導熱系數。④實驗共測試4個不同的工況，即被測材料在4個不同的溫度狀態下，分別對應的導熱系數。實驗數據記錄表1圓球法測導熱系數實驗數據記錄表組數次數各測點熱電勢加熱器電壓加熱器電流123456第一工況123第二工況123第三工況123第四工況123實驗數據處理及分析①被測材料的平均溫度tm由REF_Ref16194\h式（4）計算得出；導熱系數λm由式（3）計算得出。 tm=（t1+t2）/2 （4）②應用圖解法求得λ=f(t)的具體函數表達式。③分析顆粒狀材料在球壁內充填松緊不均勻對實驗有什么