4 Порядок выполнения работы

4.1. Ознакомтесь с конструкцией установки, проверте наличие льда (снега) в сосуде 9, подготовте к измерениям потенциометр (см. приложение 1).

4.2. Подождите установления стационарного теплового режима, который характеризуется неизменностью ЭДС всех термопар. Режим близкий к стационарному устанавливается обычно через 15…30 минут после изменения мощности электронагревателя.

4.3. Через 2 минуты три раза измерьте ЭДС всех термопар. Время измерений указано в таблице 6.2.

4.4. Изменяя мощность нагревателя, повторите пункты 6.4.2 и 6.4.3 для четырех опытов.

4.5. В периоды между опытами обработайте полученные результаты и занесите их в таблицу 6.3.

4.6. Выключите электронагреватель и питание потенциометра.

4.7. Постройте график l=f(t). Сделайте выводы о характере, причинах изменения теплопроводности и о путях повышения точности опыта.

5 Обработка результатов измерений

Расчет ведут по средним значениям показаний приборов для данного установившегося теплового режима.

Теплопроводность материала вычисляют по формуле (6.2), где Ф=I·U - тепловая мощность нагревателя на расчетном участке, Вт. Внутренний и наружный диаметры слоя и длина расчетного участка равны d₁=33 мм; d₂=70 мм; l=500 мм.

Для определения расчетных температур на внутренней и наружной поверхности материала необходимо найти среднее арифметическое значение за опыт ЭДС каждой термопары, затем, среднее значение ЭДС трех внутренних и трех наружных термопар. По последним значениям ЭДС из приложения Б найти соответствующие температуры.

Определяют среднюю температуру слоя материала по формуле:

. (6.3)

Относительная погрешность в определении теплопроводности находятся по уравнению (6.4):

, (6.4)

где DI; DU; Dl; Dt; Dd– абсолютные погрешности измерения тока, напряжения, длинны, температуры, диаметра (см. введение).

6 Контрольные вопросы и задания

1. Что называется теплопроводностью?

2. Объясните механизм теплопроводности в газах, жидкостях и металлах.

3. Перечислите признаки установившегося теплового режима.

4. Что называется температурным градиентом?

5. Сколько измерений необходимо выполнить в каждом тепловом режиме?

6. Как можно уменьшить погрешность в определении теплопроводности на данной лабораторной установке?

Таблица 6.1 Технические характеристики приборов

	Амперметр	Вольтметр	Потенциометр
Тип (марка) Пределы измерений Единицы измерений Цена 1 деления

Таблица 6.2 Результаты измерений. Дата _________________

№ опыта	№ наблю- дения	время мин.	Ток I, А	Напря­жение, U, В	ЭДС термопар, мВ
					внутреннее			наружное
					1	2	3	4	5	6
1	1 2 3 ср.	0 2 4
2	1 2 3 ср.	20 22 24
3	1 2 3 ср.	40 42 44
4	1 2 3 ср.	60 62 64

Таблица 6.3 Результаты обработки данных

№ опыта	мощ­ность Ф, Вт	Расчетная температура				l, Вт/(мК)	t, ºС	dl
		внутренняя		наружная
		ЭДС, мВ	t1, ºС	ЭДС, мВ	t2, ºС
1 2 3 4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

ИСЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ТРУБЫ