Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Топ:
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Интересное:
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Дисциплины:
2017-10-15 | 304 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Измерение температуры в данной работе производится с помощью термопары, подключенной к цифровому вольтметру. Термопара (7) (рис. 1) представляет собой два проводника из разных металлических материалов, два конца которых спаяны и имеют температуру измеряемого объекта (“горячий спай”), а другие два конца могут быть присоединены к измерительному прибору (“холодный спай”) и имеют температуру окружающей среды. Как известно, за счет разницы температуры между “холодным спаем” Т 1 и (“горячим спаем”) Т 2 возникает разность потенциалов (ТермоЭДС или ТЭДС) пропорциональная D Т = Т 2 - Т 1, величина которой регистрируется измерительным прибором.
Измерение ТЭДС с помощью вольтметра В7-34 А:
1. Убедится в том, что термопара подключена к клеммам Hx, Lx
2. Включить тумблер “СЕТЬ” на вольтметре.
3. Включить кнопки:
a) “ U =“- измерение постоянного напряжения,
b) “ Т 0” -время измерения,
c) “АВП” - автоматический выбор предела измерения.
4. Произвести измерение ТЭДС в вольтах, перевести в милливольты.
5. Определить величину D Т по таблице соответствия; если величина DТ составляет менее ±3 К (±0,12 мв), то можно приступать к измерениям, считая D Т = 0, в противном случае следует обратиться к преподавателю. Так как нагрев до максимального значения D Т =180 К после включения кнопки “Нагрев” на пульте установки будет происходить быстро (в течение 10 минут) следует заранее ознакомиться со всей таблицей соответствия ТЭДС и D Т.
6. Включить тумблер “Сеть” на пульте установки. Убедиться в том, что выключено “Охлаждение”.
7. Включить кнопку “Нагрев”. Через каждые 20 К фиксировать в таблице показания индикаторов n в делениях шкалы до значения D Т =180 К.
8. Выключить “Нагрев”. При необходимости включить “Охлаждение”.
9. Перейти к пункту 5 Порядка проведения работы.
ТЭДС, мВ | 0,00 | 0,80 | 1,61 | 2,43 | 3,26 | 4,10 | 4,92 | 5,73 | 6,53 | 7,33 |
D Т, К |
Содержание отчета
1. Цель работы.
2. Схема установки.
3. Формула расчета a L.
4. Таблица с результатами.
5. Расчет погрешности определения a L для инвара.
6. Графики зависимости D L от D T для всех образцов и a L от состава сплава (% Ni).
7. Краткий анализ полученных результатов.
Контрольные вопросы
1. Какова физическая природа теплового расширения кристаллических тел?
2. Как количественно оценивается тепловое расширение материалов?
3. Как зависит a L от температуры плавления металлов?
4. Чем объяснить увеличение коэффициента теплового расширения с ростом температуры?
5. Как объяснить природу аномально низкого теплового расширения инварных сплавов?
6. В каких системах сплавов наблюдается аномально низкий a L?
7. Где используются сплавы с заданными a L?
Литература
1. Сидорин И.И. Основы материаловедения. - М.: Машиностроение, 1976, гл. ХХIV, § I.
2. Лифшиц Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов. - М.: Металлургия, 1980, гл. IV.
3. Арзамасов Б.Н. М.: Машиностроение, 1986, гл. 16.
4. Солнцев Ю.П. и др. Материаловедение. – М.: «МИСИС», 1999.
Часть 3. Тепловая деформация термобиметалла
Цель работы: исследовать зависимость деформации термобиметалла от температуры.
Содержание работы
Термобиметаллы применяются для изготовления элементов приборов и устройств, чувствительных к изменению температуры (автоматические тепловые выключатели, тепловые реле, реле времени, элементы термометров и регуляторов температур и т.п.).
Термобиметалл представляет собой пластину, состоящую из двух жестко соединенных слоев металлов с резко отличающимися коэффициентами теплового расширения. Слой с большим значением коэффициента теплового расширения принято называть активным, а с малым – пассивным.
При изменении температуры термобиметаллическая пластина упруго изгибается. Стрелу прогиба fр пластины, свободно лежащей на двух опорах (рис. 1), можно вычислить по формуле
fр = 3/16·[ L 2·(a1 - a2) / (h 1+ h 2)] ·D T,
где L - длина пластины между опорами; a1, a2- температурные коэффициенты расширения активного и пассивного слоев; h 1, h 2– толщины слоев; D Т - изменение температуры пластины. Равенство соблюдается, если E 1· h 12= E 2· h 22, где E 1, E 2- модули упругости материалов слоев.
К термобиметаллу предъявляются следующие требования:
a) отсутствие пластической деформации в рабочем диапазоне температур и нагрузок;
b) высокая чувствительность деформации f к изменению температуры;
c) линейная зависимость деформации от температуры;
d) размерная стабильность и постоянство свойств.
Для реализации этих требований материалы слоев термобиметалла должны иметь по возможности большую разницу между a1и a2, высокие пределы упругости и модули упругости, а также должны сохранять неизменной структуру и фазовое состояние в рабочем диапазоне температур.
В термобиметаллах материалом активного слоя может служить сплав железо - никель с содержанием никеля 20...25%, который в системе сплавов Fe - Ni имеет наибольший коэффициент теплового расширения a L = 20·10-6K-1. Этот сплав является немагнитным и имеет аустенитную структуру. В качестве активной составляющей в термобиметалле могут использоваться также латуни (сплавы Cu и Zn), например, Л62, Л90.
Материалом пассивного слоя в термобиметаллах чаще всего служит сплав Fe с 36% Ni (36Н), называемый инваром, имеющий в системе сплавов Fe - Ni наименьший коэффициент теплового расширения a L = 1,5·10-6К-1. Термобиметаллы обозначаются символом ТБ и последующими четырьмя цифрами, например, ТБ0921. Первые две цифры отражают величину удельного изгиба (изгиб свободного конца термобиметаллической пластинки длиной 100 мм и толщиной 1 мм при нагревании на 1° С), две последние цифры обозначают коэффициент чувствительности термобиметалла (условная разность коэффициентов теплового расширения активного и пассивного слоев термобиметалла).
В работе измеряется тепловая деформация прогиба f этермобиметаллической пластины, а также производится расчет прогиба fр, с использованием теоретической формулы. Производится сравнение расчетной и экспериментальной зависимости прогиба от температуры.
Полученные результаты должны быть проанализированы на основе представлений о физической природе аномально малого теплового расширения сплавов инварного типа
Рис. 1. Лабораторная установка для измерения деформации термобиметалла
Оборудование и материалы
1. Установка (рис.1) для проведения исследований, в которую входят: термостат 2, кварцевый стержень 5, индикатор 4, термометр 6, опоры 3.
2. Термобиметаллическая пластина (1).
Порядок проведения работы
1. Ознакомиться со схемой установки, показанной на рис.1.
2. Внести в таблицу 1 исходные температуру опыта t 0и показания индикатора n 0в мм.
Таблица 1
t, °С | |
n, мм. |
3. Включить термостат, фиксировать изменение стрелы прогиба пластины через каждые 20° до 160° С, внося результаты в таблицу 1.
4. На основании полученных данных рассчитать и занести в таблицу 2 величину стрелы прогиба пластины f э= nn - n 0и приращения температуры D Т = tn - t 0.
Таблица 2
D T, K | |
f э, мм. | |
fр ,, мм. |
5. Построить экспериментальную кривую зависимости f эот D T.
6. Рассчитать и внести в таблицу 2 величину прогиба fр. Построить на том же графике расчетную кривую зависимости величины прогиба fр от D Т в исследуемом интервале температур. При расчетах использовать следующие параметры ТБ пластины:
a1= 15·10-6К -1; a2= 1,5·10-6К -1; h 1+ h 2=2,4 мм; b = 160 мм.
Содержание отчета
1. Цель работы.
2. Схема установки.
3. Расчетная формула для определения стрелы прогиба f термобиметаллической пластины.
4. Заполненная таблица 2.
5. График зависимости f эи fр от D T.
Контрольные вопросы
1. Что называется термобиметаллами?
2. Из каких материалов изготовляются пассивный и активный слои термобиметалла?
3. Какие основные требования предъявляются к термобиметаллу?
4. Какими параметрами оценивается температурная чувствительность термобиметалла?
5. Какие напряжения возникают вблизи границы соединения слоев термобиметалла?
6. Где применяются термобиметаллы?
Литература
1. Пятин O.K. Материалы в приборостроении и автоматике. - М.: Машиностроение, 1969, гл. 5, с.301, 317—321.
2. Феодосьев В.И. Избранные задачи и вопросы по сопротивлению материалов. - М.: Машиностроение, 1953, с. 127.
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!