Экспериментальная установка
Основными элементами лабораторной установки (рис. 6.3) являются укрепленные на штативах тепловая труба (1) и медный стержень (2) одинаковой длины l и диаметра d. На нижних концах трубы и стержня установлены электрические нагреватели (3) (для подвода теплоты в зоне испарения) одинаковой мощности, на которые подается электрическое напряжение от блока питания (4). Подаваемая на нагреватели тепловая мощность N измеряется вольтметром (U) и амперметром ( I ) и определяется N = I U. Верхние концы тепловой трубы и стержня находятся в холодильнике (5) и охлаждаются проточной водопроводной водой (для отвода теплоты в зоне конденсации). По длине трубы и стержня установлены по три термопары (6) (две по концам и одна в центре), определяющие температуры в соответствующих точках. Показания термопар через коммутационные устройства (7) регистрируются измерителем малых ЭДС – самопишущим потенциометром КСП-4 (8).
Рис. 6.3. Схема лабораторной установки:
1 – тепловая труба; 2 – медный стержень; 3 – электрический нагреватель; 4 – блок питания; 5 – холодильник; 6 – датчики температуры (термопары); 7 – коммутатор; 8 – самопишущий потенциометр КСП – 4;
Порядок выполнения работы
1.Открыть кран системы охлаждения тепловой трубы и медного стержня.
2.Включить блок питания электрических нагревателей тепловой трубы и медного стержня и зафиксировать показания вольтметра и амперметра. Определив общую мощность N и разделив ее пополам, получить мощность каждого из нагревателей тепловой трубы и медного стержня и занести эти данные в табл. 6.1.
3.Включить питание потенциометра КСП-4.
Поочередно опрашивая все шесть термопар, установленных в тепловой трубе и медном стержне, потенциометр начнет печатать на бумажной ленте соответствующие значения температур через определенные промежутки времени. Показания каждой термопары пропечатываются цифрами, соответствующими номеру термопары. По мере прогрева тепловой трубы и медного стержня будет наблюдаться рост температуры в каждой точке с постепенным выходом на постоянное значение (стационарный режим). Стационарным считают режим, при котором значение определяемой величины не изменяются с течением времени (при этом показания каждой из термопар в соседних по времени точках будут отличаться менее чем на 10 %).
Обратить внимание на то, что выход тепловой трубы на стационарный режим осуществляется гораздо быстрее, чем медного стержня.
4.Через каждые 2 минуты до выхода на стационарный режим снимать показания потенциометра и заносить их в табл. 6.1.
Таблица 6.1
Мощность нагревателя, Вт |
Тепловая труба |
Медный стержень |
||||
|
|
|||||
Номера термопар |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
τ, мин. |
Показания термопар, С |
|||||
0 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
, Вт/(мК) |
|
|
||||
