Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Топ:
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Интересное:
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2017-10-16 | 390 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Тема: «Теплопроводность».
Цель работы:
- ознакомиться с одним из методов определения коэффициента теплопроводности твердых тел;
- экспериментально определить коэффициент теплопроводности образца, изготовленного из неизвестного сплава.
Содержание работы:
Объектом исследования является образец, представляющий собой круглую металлическую пластину, предметом – величина коэффициента теплопроводности образца.
Используя метод пластин, экспериментальным путем:
- определить коэффициент теплопроводности образца;
- выявить качественную зависимость коэффициента λ от температуры для исследуемого сплава.
Сделать выводы о точности экспериментального исследования.
Устройство и принцип работы лабораторной установки
Определение коэффициента теплопроводности материала проводится на установке, схема которой представлена на рис. 2.5.
Рис. 2.5
Установка состоит из корпуса 1, в котором расположен нагревательный элемент 2. Круглые пластины эталонного материала 4 и исследуемого образца 5, а также холодильник 6 собираются в пакет и специальным приспособлением 7 плотно прижимаются друг к другу. С целью уменьшения потерь тепла через торцы пластин на установке применена теплоизоляция 3. Температура пластин замеряется четырьмя термопарами 8, выведенными на милливольтметр 9 через переключатель 10. Степень нагрева пластин устанавливается при помощи переключателей ТВ1, ТВ2, ТВ3.
Экспериментальная часть работы
Все операции выполняются под руководством преподавателя и с соблюдением мер безопасности.
Последовательность проведения эксперимента:
- проверить заземление установки;
- заправить кювету холодильника кусочками льда с водой;
|
- подключить установку к сети переменного тока переключателем ТВ4 и включить слабый нагрев (ТВ1);
- через 10 мин после включения слабого нагрева измерить температуру поверхностей образца и эталона, записать показания;
- с интервалом между измерениями в 10 мин. провести замер этих температур при среднем (ТВ2) и сильном (ТВ3) нагревах, записать показания;
- выключить подачу напряжения на нагреватель;
- привести установку в исходное состояние
Исходные данные
В лабораторной установке пластина эталона выполнена из материала Бр А5 (алюминиевая бронза состава: 95% Gu, 5% Al ), образец – из неизвестного сплава. Для эталонной пластины зависимость коэффициента теплопроводности от температуры выражается эмпирической формулой:
λ t = λ 0 + α t = 78 + 0, 07 t (Bт/м ·К).
Геометрические размеры эталона и образца одинаковы.
Расчетная часть работы
В данной работе для экспериментального определения коэффициента теплопроводности используется метод пластины, который прост, но недостаточно точен. Метод пластины основан на применении расчетной формулы для теплового потока через плоскую стенку:
=F ∆Т,
где δ - толщина пластины, м;
∆T – разность температуры на поверхностях пластины, К.
Отсюда находим, что
λ = .
Следовательно, для опытного определения l необходимо знать геометрические размеры пластины (ее площадь F и толщи-
ну d), перепад температуры DТ по толщине пластины d и величину теплового потока .
Для нахождения используется тот же метод, только теперь известными являются коэффициент теплопроводности и размеры другой пластины (назовем ее эталонной), находящейся в плотном контакте с исследуемой. По замеряемой величине перепада температур определяется величина:
эт = λэт Fэт .
При одинаковых площадях испытуемой и эталонной пластин и допущении, что потери тепла через торцы эталона и образца незначительны, можно записать равенство:
эт = .
Тогда коэффициент теплопроводности испытуемого материала определяется из выражения
|
λобр = λэm .
Так как в данной лабораторной установке толщины эталона и образца одинаковы, то выражение для расчета коэффициента теплопроводности образца при обозначении температуры по шкале Цельсия будет иметь вид:
λобр = λэm .
По результатам измерений вычислить значение λобр для трех степеней нагрева и построить график зависимости коэффициента теплопроводности образца от температуры.
Результаты испытаний и расчета свести в таблицу.
Т а б л и ц а 2.3
Данные исследования
Величина | Степень нагрева | |||
слабый | средний | сильный | ||
Эталон (Бр А5) | t1 | |||
t2 | ||||
Dtэт = t1 - t2 | ||||
t ср эт = (t1 + t2)/ 2 | ||||
lэт | ||||
Образец (неизвестный сплав) | t3 | |||
t4 | ||||
Dt обр. = t3 – t4 | ||||
t ср обр.= (t3 + t4)/ 2 | ||||
l обр. |
Содержание отчета
Отчет оформляется согласно требованиям п. 2.1.2 настоящего пособия. Кроме оформленного заголовка отчет должен содержать:
1. Схему и состав лабораторной установки.
2. Исходные данные.
3. Результаты измерений и вычисления.
4. Таблицу расчетных данных для всех степеней нагрева.
5. График зависимости l обр от температуры.
6. Выводы.
В выводах указывается ориентировочный состав сплава образца на основании полученного графика и графика 1 из приложения.
Контрольные вопросы по теме лабораторной работы
1. Назовите назначение и состав лабораторной установки.
2. Перечислите порядок обработки экспериментальных данных.
3. Что понимается под теплообменом и какие виды теплообмена Вам известны?
4. Поясните, что понимается под температурным полем?
5. Дайте определение градиента температуры.
6. Запишите основной закон теплопроводности и проанализируйте его.
7. Раскройте физическую сущность коэффициента теплопроводности.
8. Перечислите, как осуществляется передача тепла теплопроводностью в металлах, жидких и газообразных телах.
9. Запишите и проанализируйте дифференциальное уравнение теплопроводности.
10. Каков смысл коэффициента температуропроводности?
11. Сформулируйте условия однозначности.
12. Поясните, как изменяется температура по толщине плоской однослойной стенки.
13.Поясните, как изменяется температура по толщине плоской многослойной стенки.
|
14. Поясните суть метода плоских пластин.
Лабораторная работа № 5.
|
|
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
© 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!