Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Порядок обработки результатов измерений




Лабораторная работа №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛА МЕТОДОМ ТРУБЫ

 

Цель работы

Работа предназначена для ознакомления с методикой экспериментального определения коэффициента теплопроводности твердого тела и его зависимости от температуры.

Оценка погрешности определения коэффициента теплопроводности производится расчетным путем на основе анализа погрешностей измеряемых величин.

Схема экспериментальной установки и методика измерений

 

Схема экспериментальной установки приведена на рис.1. На передней панели находится восьмиканальный измеритель температуры 1 типа УКТ-38, подключённый к 6-ти хромель-копелевым термопарам, тумблер 5 включения УКТ-38, универсальный вольтметр 2 типа MY-68 с автоматическим переключением пределов измерений, тумблёр электропитания установки 3, разъёмы V для подключения мультиметра 2, тумблёр 6 для переключения вольтметра на измерение падения напряжения на образцовом сопротивлении Uо и напряжения на цилиндрическом нагревателе Uн. Регулируемый источник питания ЛАТР 4 включается тумблером 7.

На рис. 2 приведена принципиальная схема рабочего участка, электрическая схема питания и измерений. На цилиндрическом нагревателе 1 расположена медная термостатирующая труба 2, на наружную поверхность которой надеты шесть исследуемых образцов 3 с одинаковыми размерами. Для уменьшения вертикальных конвективных потоков образцы разделены тонкими пластинами 4. Для уменьшения тепловых потерь на концах нагревателя расположены теплоизолирующие втулки 5 из пенопласта.

Электропитание к нагревателю подводится от источника питания ЛАТР 4 (рис. 1). Выход от ЛАТР соединяется с нагревателем электрическим кабелем через заднюю панель. Последовательно с нагревателем включено образцовое сопротивление R о (рис. 2) для определения величины электрического тока в цепи по измеренному значению падения напряжения на Ro.

 

 

 
 

На внутренней и наружной поверхности исследуемых образцов расположены шесть хромель-копелевых термопар (по 3 термопары на каждой поверхности), которые измеряют температуры в точках сечений: L/6, L/2, 5L/6 (L – длина рабочего участка). Термопары подключены к измерителю температур УКТ-38, который их опрашивает и показывает измеренные величины в следующей последовательности:

t 11 – температура внутренней поверхности в сечении 5L/6;

t 21 – температура внешней поверхности в сечении 5L/6;

t 12 – температура внутренней поверхности в сечении L/2;

t 22 – температура внешней поверхности в сечении L/2;

t 13 – температура внутренней поверхности в сечении L/6;

t 23 – температура внешней поверхности в сечении L/6.

Порядок опроса термопар можно изменить при их подключении к УКТ-38.

3. Данные установки и таблица наблюдений

Длина рабочего участка: l = 384 мм.

Внутренний диаметр образца: d 1 = 22 мм.

Внешний диаметр образца: d 2 = 34 мм.

Величина образцового сопротивления: Rо = 0,1 Ом.

Таблица 1

Результаты измерений

№ оп Uн U0 t11 t21 t12 t22 t13 t23
                 
                 
                 
                 
                 
                 

 

 

Порядок обработки результатов измерений

Определяется:

– средняя температура поверхности внутреннего слоя

t с1= (t 11+ t 12 + t 13 )/ 3; (1)

– средняя температура поверхности наружного слоя

t с2= (t 21+ t 22 + t 23 )/ 3; (2)

– мощность теплового потока, проходящего через цилиндрический слой

Q = U н I н = U н U O/ R O; (3)

– коэффициент теплопроводности

(4)

– результаты расчета сводятся в табл. 2.

 

Таблица 2

Результаты расчета

№ оп Q tC1 tC2 l Dl/l
           
           
           
           
           
           

 

Строится график зависимости коэффициента теплопроводности от средней температуры исследуемого материала

l = l(t cр), (5)

где t cр = 0,5 (t c1 + t c2)

Вычисляется величина относительной погрешности эксперимента:

. (6)

 

Контрольные вопросы

 

1. Физическая сущность процесса теплопроводности в различных средах?

2. Основной закон теплопроводности и его приложение к телам простой геометрической формы?

3. Значения коэффициентов теплопроводности для различных материалов и факторы, влияющие на его величину?

4. Может ли быть использован исследуемый материал для тепловой изоляции трубы d = 22 мм?

5. Устройство экспериментальной установки?

 

Лабораторная работа №3

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...