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

ПРОВЕДЕНИЕ ОПЫТОВ

Для вычисления коэффициента теплопроводности λ по формуле (8) тепловой поток Q можно принять равным половине мощности нагревателя 1 (вследствие симметрии установки), если тепловые потери нагревателя в окружающую среду принять равным нулю. Необходимо получить в образце стационарный тепловой режим, о чем будет свидетельствовать неизменность показания всех термопар при неизменной мощности нагревателя.

Установление стационарного режима контролируется следующим образом: периодически через каждые 2-3 минуты производится запись показаний температуры. Если её

значения изменится не более чем на 0,1 - 0,2 °С за это время, то режим можно считать установившимся и после двух контрольных серий замеров можно перейти к основным измерениям.

После наступления стационарного теплового режима образца записывают показания амперметра и вольтметра нагревателя, показания всех термопар, температуру

окружающего воздуха tж, °С. На установившемся режиме все измерения проводят не менее трех раз.

Все результаты измерений вносят в протокол измерений и результатов по форме, показанной в табл. 1

Всего исследуется 3 режима при различных Q в диапазоне от Qmin до Qmax. Размеры образца указаны на рис.1.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТОВ

Общее количество теплоты, переданное окружающей среде с боковых поверхностей правой и левой частей образца, определяется по формуле:

где I – показания амперметра, А; U – показания вольтметра, В.

19

По полученным значениям λx определяют коэффициент

теплопроводности материала образца как среднеарифметическую величину

где n – число замеров температуры в правой и левой части образца.

Строят для левой и правой частей кривые распределения температуры по длине образца: по оси ординат откладываются значения величины избыточной температуры

υx , °С, а по оси абсцисс – значения координаты x, м.

Вотчете по лабораторной работе должны быть представлены:

1. Схема установки.

2. Протокол измерений и результатов.

3.Кривые измерений температуры υx = f (x) для правой

илевой частей образца.

4.По найденному значению коэффициента

теплопроводности λ , Вт/(м К) определяется материал исследуемого образца.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что такое изотермическая поверхность и изотермическая линия?

2.Что такое температурный градиент?

3.Что такое коэффициент теплопроводности, его физический смысл и размерность в системе СИ?

4.Почему исследуемый образец можно рассматривать, как бесконечно длинный стержень?

21

5.Почему температурное поле в исследуемом стержне можно считать одномерным?

6.Что такое теплопроводность (кондукция)?

7.От чего зависит коэффициент теплопроводности?

8.Что такое тепловой поток?

9.Что такое стационарный и не стационарный режим?

22

23