李 辉, 刘志颖, 许兆峰, 王东泽, 史 琳

(1. 清华大学 动力工程及工程热物理国家级实验教学示范中心, 北京 100084;2. 清华大学 热科学与动力工程教育部重点实验室, 北京 100084)

平面热源法导热系数及热扩散率虚拟仿真实验开发

李 辉1, 刘志颖1, 许兆峰1, 王东泽1, 史 琳2

(1. 清华大学 动力工程及工程热物理国家级实验教学示范中心, 北京 100084;2. 清华大学 热科学与动力工程教育部重点实验室, 北京 100084)

介绍了平面热源法导热系数及热扩散率测试虚拟仿真实验系统,该系统包括导热系数测量的虚拟仿真实验、误差分析及测试算法修正等多项功能。虚拟实验中可通过试样截面温度云图动画和测点温度曲线实时显示试样温升,使实验现象更生动直观。该系统将虚拟仿真实验引入实验教学中,与实体的实验台操作相结合,拓展了实验内容,增强了实验趣味性和研究性,能够充分调动学生学习的积极性,增强教学效果,同时也有助于节约实验室硬件建设成本。

虚拟仿真系统； 导热系数； 热扩散率； 实验教学； 平面热源法

在传热学的本科教学工作中,材料导热系数的定义及其求解过程是最为基础和重要的教学环节之一。绝热材料导热系数测定实验也是一项几乎所有学校都会安排的基础教学实验。各院校的导热系数测量实验系统通常是用稳态法平板导热仪器,缺乏针对非稳态法的平板导热测定方法的教学仪器。非稳态导热测试方法测试时间短,而且能够同时获得导热系数和热扩散率(导温系数),对材料导热特性优劣的评价非常有意义,目前用于非稳态导热测试仪器主要用于科研和专业研究单位中[1-8]。……