Порядок проведения работы

I. Ознакомиться с устройством лабораторной установки, схема которой приведена на рис.4 (на универсальном стенде ей соответствует измерительный участок I).

Рис.4. Схема лабораторной установки.

Основные элементы лабораторной установки:

I - испытуемый сыпучий материал, 2 - наружная холодная труба, 3 - внутренняя горячая труба, 4 - лабораторный автотрансформатор (ЛАТР) для регулирования мощности нагревателя, 5 - вольтметр для измерения падения напряжения на рабочем участке, 6 - амперметр, 7 - электронагреватель, 8 - изолирующие заглушки, 9 - 8 - термопар медь-констант (МК), из них: 1-4 на внут­ренней трубе, 5-8 на наружной трубе, 10 - переключатель термо­пар для последовательного соединения термопар с потенциомет­ром, II - переносной потенциометр ПП-63.

2. Подготовить измерительный участок I универсального стенда к проведению лабораторной работы № 1 согласно общим указаниям.

3. Рукояткой 17 ЛАТР установить напряжение на нагревателе в пределах 30-40 В.

4. Убедиться в том, что установился стационарный режим теплообмена. Для этого через 30-35 мин произвести несколько измерений ЭДС на одной из термопар в течение 2-3 мин. Если изменения ЭДС не наблюдаются, то можно приступать к измерениям.

5. Записать показания вольтметра U , амперметра J и температуру воздуха в лаборатории t_В, в табл.1.

6. С помощью переключателя термопар (позиция 8 на рис.1), последовательно замерить потенциометром термо - ЭДС восьми термопар и записать показания в табл.1.

7. Рукояткой 17 ЛАТР установить второй режим нагрева, которому соответствует напряжение 50-60 В так, чтобы мощность нагревателя не превышала 30 Вт.

8. Повторить пункты с 4 по 6.

Таблица 1

I режим tB=				I режим tB=
U= B, J= A				U= B, J= A
№ т.п.	μ В	Δt 0C	tc 0C	№ т.п.	μ В	Δt 0C	tc 0C

Обработка экспериментальных данных

1. С помощью тарировочной таблицы для термопар МK перевести термо - ЭДС в градусы °С и записать в столбец Δt (см. табл.1). Так как холодные концы термопар находятся на потенциометре при температуре воздуха в лаборатории, то

2. Определить температуру стенки в каждой точке с учетом поправки на температуру холодных концов термопар , °С.

3. Для исключения систематических погрешностей температура внутренней и наружной трубы измеряются в четырех точках каждой. В расчетах используют среднеарифметические значения

и

4. Определить мощность теплового потока, которая равна мощности нагревателя на расчетном участке , , Вт.

5. Рассчитать по формуле (1.7) коэффициент теплопроводности сыпучего материала в двух опытах.

6. Построить график зависимости , где для каждого опыта.

7. Записать выводы по результатам измерений.

Контрольные вопросы

1. Какой механизм передачи тепла теплопроводностью в твердых телах проводниках и диэлектриках?

2. На какой гипотезе основана теория теплопроводности?

3. Что означает термин "температурное поле"?

4. Поясните физический смысл градиента температуры.

5. Зависит ли выражение градиента температуры от формы тела?

6. Поясните физический смысл коэффициента теплопроводности, и какая его размерность?

7. Какой режим теплообмена называется стационарным, и какой нестационарным?

8. На каком принципе основано измерение температуры с помощью термопар?

9. Какие особенности надо учитывать при измерении коэффициента теплопроводности методом трубы?

10. Какие другие методы измерения теплопроводности вы знаете?

11. Почему в уравнении основного закона теплопроводности записана частная производная?

12. Поясните физический смысл граничных условий первого рода.

Литература: [I, с.7-40];[2, с.307-321 ]; [3, с.270-284]; [9, с.259-264, с.288-294]

Лабораторная работа 2