Документ: Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Теплопередача». Шматов Д.П., Дахин С.В, страницы 66-70

расположен электрический нагреватель из нихромовой проволоки 3. На нагревательный элемент подается переменное напряжение через лабораторный автотрансформатор 4.

Электрическая мощность, подводимая к нагревательному элементу, измеряется методом амперметравольтметра. В стационарном состоянии поток теплоты, создаваемый нагревателем, полностью проходит радиально через исследуемый образец. За счет тепловой изоляции торцевые потери стенок у исследуемого образца сведены к нулю.

Температура внутренней поверхности образца измеряется тремя (хромель-копель) термопарами t1, t2 и t3, а наружной – термопарами t4, t5 и t6 одной и той же

градуировки. Значения температуры в °С считываются с цифрового прибора ТРМ 2, а переключение термопар осуществляется переключателем 5.

64

Рис. 4.1. Принципиальная схема установки

ПРОВЕДЕНИЕ ОПЫТОВ

Перед проведением опытов студенты должны подготовить протокол измерений. После проверки преподавателем готовности студентов разрешается приступить к проведению эксперимента.

Внимание: включение установки производится только лаборантом или преподавателем!

После подачи электрического напряжения на стенд устанавливается первый из заданных преподавателем режим работы. Так как опыты на стенде должны проводиться в стационарном режиме, то начало измерений должно

65

производиться не ранее 50 – 60 минут после установки заданного режима.

На установившемся режиме основные измерения производятся не менее трех раз по каждому прибору.

Внимание. Результаты измерений и их первичной обработки обязательно обсуждаются с преподавателем, после чего можно переходить к следующему режиму работы установки.

Рекомендуемая форма протокола измерений приведена в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Протокол результатов измерений

№

I,

U

Показания термопар °С

реж

серии

имо

замеро

А

В

t1

t2

t3

t4

t5

t6

в

1

2

3

среднее

tc−1

tc−2

1

2

3

среднее

tc−1

tc−2

1

3

2

3

среднее

tc−1

tc−2

Тепловой

поток

через

исследуемый

образец

определяется мощностью электрического нагревателя

Q = I U , Вт

(4.7)

66

Среднее значение температуры на внутренней t−c1 и

наружной tc−2 поверхностях образца определяется по формулам:

		c1 = 0,33(t1 +t2 +t3 ), °С,	(4.8)
t
	c2 = 0,33(t4 +t5 +t6 ), °С.		(4.9)
t

Средняя температура образца определяется по формуле

		= 0,5(t			c2 ), °С.	(4.10)
t			c1 +t

Среднее значение коэффициента теплопроводности материала при температуре t рассчитывается по формуле

(4.5).

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТОВ

Обработке подлежат результаты только тех измерений, которые получены в стационарном процессе теплопроводности.

По найденным значениям коэффициента

теплопроводности строится график зависимости λ = f(t). Точность полученных экспериментальных значений

коэффициента теплопроводности оценивается по предельной относительной погрешности результата:

∆λ

∆I +

∆U + ∆L +

∆(

−

),

∂λ =

=

tc1

tc2

(4.11)

λ

I

U

L

tc1 −tc2

∆I

∆U

∆L

∆(t

c2 )

где

c1 −t

- соответственно

I

,

U

,

L

,

c1 −

c2

t

предельные относительные погрешности прямых измерений

67

тока, напряжения, длины и перепада температур; абсолютные погрешности приборов, ∆I, ∆U, ∆L, ∆(tc1 −tc2 ), определяется исходя из класса точности прибораεпр , если он не известен –

то используют половину минимального деления шкалы измерения. Следует помнить, что в нашем случае, из-за

небольшой разницы междуtc1 и tc2 ,

∆(

−

)=

2∆t

tc1

tc2

.

(4.12)

tc1 −tc2

Абсолютная погрешность, которую дает прибор,

определяется из выражения (на примере амперметра)

∆I =

εпр

I

,

(4.13)

100%

пр

где Iпр – предельное значение шкалы прибора, А. Результаты расчетов оформляются протоколом

следующей формы:

Таблица 4.2

Протокол результатов вычислений

№		I,	U, B	Q,	tc1 ,	tc2 ,	λ ,	(∆λ / λ),
реж		I,		Q,	tc1 ,	tc2 ,	λ ,	(∆λ / λ),
реж		A		Вт	°С	°С	Вт/(м К)	100%
има
1
2
3
	В отчете по лабораторной работе должны быть
представлены:

1.Схема лабораторной установки.

2.Протоколы измерений и результатов.

3.График зависимости λ = f (t ).

68

Материал: Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Теплопередача». Шматов Д.П., Дахин С.В

Рис. 4.1. Принципиальная схема установки

Протокол результатов измерений

Таблица 4.2

Протокол результатов вычислений

Смотрите также: