Обробіток результатів.
1. Визначається різниця температур t2вux і t2вх у води в охолодній сорочці експериментальної ділянки по формулі (27), ΔT не повинна перевищувати 1÷1,5 °С.
ΔТ1=17,09-15,89=1,2 °С;
ΔТ2=16,83-15,83=1 °С;
ΔТ3=17,20-16,20=1 °С;
ΔТ4=17,46-15,96=1,5 °С.
2. Визначається електрична потужність нагрівання дроту робочої ділянки
Q1,2=І1U1; [Q] = 1Bт, (28)
де І1 - сила струму, що протікає через дріт, І - 1А; U1 - падіння напруги на дроті робочої ділянки, U= 1 В.
Q1=0,07·0,074=0,00518 Вт;
Q2=0,343·0,687=0,2325 Вт;
Q3=1,566·4,075=6,38 Вт;
Q4=3,899·17,383=67,78 Вт.
3. Визначається омічного опору робочої ділянки
R1=U1/І1; [R] = 1 Ом. (29)
R1=0,074/0,07=1,06 Ом;
R2=0,678/0,343=1,98 Ом;
R3=4,075/1,566=2,6 Ом;
R4=17,383/3,899=4,46 Ом;
4. Оскільки R1=f[T1], то для визначення температури нагрітого дроту Т1 необхідно знати питомий опір ρ1 який визначається по формулі
ρ1= (R1·S)/L, [ρ1]=1(Ом·мм2)/м (30)
де S - площа поперечного переріза міді, мм2, L - довжина робочої ділянки дроту між токоподводами (див. табл. 2).
ρ1= (1,06·0,0314)/0,2=0,17 (Ом·мм2)/м;
ρ2= (1,98·0,0314)/0,2=0,31 (Ом·мм2)/м;
ρ3= (2,6·0,0314)/0,2=0,4 (Ом·мм2)/м;
ρ4= (4,46·0,0314)/0,2=0,7 (Ом·мм2)/м;
Після розрахунку ρ1 температура нагрівання поверхні дроту T1 визначається за графіком T1= f (ρ1) (рис. 10), побудованому на підставі довідкових даних.
Рис.10.
Зміна
питомого опору вольфраму і міді в
залежності від температури
5. Визначається температура Т2 поверхні скляної стінки, що оточує дріт і охолоджується водою калориметра. З припустимою точністю можна вважати, що все тепло, виділене нагрітим дротом при стаціонарному режимі променистого теплообміну, передано через скляну стінку холодній воді. Оскільи термічний опір тонкої скляної стінки малий (δ/λ), те можна прийняти, що температура Т2 стінки поверхні дорівнює середній температурі холодної води. Тоді температуру Т2 визначаємо по формулі
Т2=(t2вх+ t2вux)/2+273; [Т2]=1 К. (31)
Т21=(17,09+15,89)/2+273=289,5 К;
Т22=(16,83+15,83)/2+273=289,3 К;
Т23=(17,20+16,20)/2+273=289,7 К;
Т24=(17,46+15,96)/2+273=289,71 К;
6. Визначається коефіцієнт опромінення C1 і ступінь чорності ε1 поверхонь матеріалів з формули (26).
7. Результати обробки досвідчених даних зводяться в табл.3.
8. Будуються графіки залежності коефіцієнтів випромінювання і ступені чорності поверхні вольфрамового дроту від температури C1=f(T1) і ε1=f(T1).
9. Будується графік зростання коефіцієнта випромінювання міді в залежності від якості випромінюючих поверхонь (впливом незначної розбіжності T1 знехтувати).
Таблиця 3. Протокол випробувань і результатів обробки даних
Варіанти |
Падіння напруги U, B |
Сила струму І, А |
Т-ра води |
Розраховувані величини |
|||||||
а |
б |
||||||||||
Номер режима |
Х-ка поверхні |
t2вх, 0С |
t2вих, 0С |
R1, Ом |
Т1, К |
Т2, К |
Q1→2, Вт |
ε1 |
С1, Вт/(м2·К4) |
||
1 |
|
0,074 |
0,070 |
15,89 |
17,09 |
1,06 |
|
289,5 |
0,00518 |
|
|
|
Ретельно полірована |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
0,678 |
0,343 |
15,83 |
16,83 |
1,98 |
|
289,3 |
0,2325 |
|
|
|
Полірована |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
4,075 |
1,566 |
16,20 |
17,20 |
2,6 |
|
289,7 |
6,38 |
|
|
|
Тривало нагрівана |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
17,383 |
3,899 |
15,96 |
17,46 |
4,46 |
|
289,71 |
67,78 |
|
|
|
Окислена при нагріванні |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|