Протокол результатов измерений

Таблица 1.2

№ режима I, A U, B Q, Вт , К , К , К , Вт/(м×К) , 100%

В отчете по лабораторной работе должны быть представлены:

1. Схема лабораторной установки.

2. Короткое описание методики опыта.

3. Протоколы измерений и результатов.

4. График зависимости .

5. Оценка предельной погрешности результатов измерений с указанием типов используемых устройств и их точности.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ Протокол результатов измерений И ЗАДАНИЯ

1. Дать определение температурного поля.

2. Изотермическая поверхность. Определение, примеры.

3. Что такое температурный градиент?

4. Коэффициент теплопроводимости, его смысл и размерность?

5. Почему исследуемый в работе эталон можно считать нескончаемо длинноватым?

6. Термический поток, его смысл и размерность?

7. Граничные условия первого, второго и третьего рода.

8. Дифференциальное уравнение теплопроводимости в общем виде.


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ Протокол результатов измерений КОЭФФИЦИЕНТА Теплопроводимости МЕТАЛЛОВ Способом СТЕРЖНЯ

Цель работы – экспериментальное исследование процесса передачи теплоты теплопроводимостью при стационарном термическом режиме. Оно основано на использовании задачки о передаче теплоты по узкому стержню неизменного сечения нескончаемой длины при стационарном термическом режиме.

Исследованию подлежит температурное поле железного стержня неизменного поперечного сечения. По результатам исследования нужно Протокол результатов измерений получить закономерность рассредотачивания температур по длине стержня и найти коэффициент теплопроводимости его материала.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ Базы

Теплопроводимостью (кондукцией) именуется процесс переноса теплоты структурными частичками вещества и акустическими термическими волнами, обусловленный наличием градиента температур.

В базе исследования процессов теплопроводимости в однородных и изотропных жестких телах лежит экспериментальный закон, установленный французским физиком Ж Протокол результатов измерений. Фурье. Согласно этому закону количество теплоты dQ через простую площадку dF изотермической поверхности за единицу времени в направлении нормали к площадке пропорционально величине температурного градиента ¶t/¶n в данной точке тела:

, Вт либо (2.1)

, Вт/м2 (2.2)

где n0 – единичный вектор, направленный по нормали в сторону температуры;

- коэффициент теплопроводимости, Вт/(м×К Протокол результатов измерений);

q – плотность термического потока в данной точке тела, Вт/м2.

Коэффициент теплопроводимости – это физический параметр, характеризующий способность вещества проводить теплоту и численно равный плотности термического потока при градиенте температур, равном единице.

Коэффициент теплопроводимости находится в зависимости от природы и состояния вещества и может значительно изменяться зависимо от структуры Протокол результатов измерений материала, его температуры и влажности.

Уравнения (2.1 и 2.2) могут быть применены для определения коэффициенты теплопроводимости разных материалов по результатам опытнейшего исследования стационарного температурного поля, возникающего в опытнейшем образчике из исследуемого материала под воздействием данного термического потока. Опыт ставится так, чтоб можно было найти термический поток Q, проходящий через эталон, измерить температуру Протокол результатов измерений в соответствующих точках эталона.

В данной работе употребляется эталон в виде узкого цилиндрического прутка из испытуемого материала, работающий как стержень неизменного сечения. Эталон одним торцом помещен в электронную печь. Через торец эталона в него направляется термический поток Q, который может быть измерен с высочайшей точностью. Теплопроводимостью теплота Протокол результатов измерений распространяется повдоль эталона и рассеивается с его внешней поверхности в окружающую среду. Количество теплоты dQ, рассеиваемое элементом эталона длиной dx может быть найдено по формуле Ньютона-Рихмана так:

, (2.3)

где U – внешний периметр эталона, м;

tх, tж – соответственно температура внешней поверхности эталона и среды, °С;

a - коэффициент теплопотери от поверхности эталона в Протокол результатов измерений окружающую среду, Вт/(м2 К).

Этот термический поток можно рассматривать как поверхностный сток теплоты, и если его отнести к объему материала в элементе эталона dx, то из (2.3) можно найти мощность большого притока теплоты:

, Вт/м3 (2.4)

где f – площадь поперечного сечения эталона, м2; в этом случае , м2.

С Протокол результатов измерений учетом (2.3) дифференциальное уравнение теплопроводимости стержня для одномерной стационарной задачки можно записать так:

и дальше

. (2.5)

Если принять, что - лишная температура эталона в точке с координатой x: - параметр, характеризующий соотношение внутреннего и наружного тепловых сопротивлений эталона, 1/м2;

Как следует, уравнение (2.5) можно записать последующим образом:

. (2.6)

Для решения уравнения (2.6) употребляются последующие граничные условия:

при x = 0: ; ;

при Протокол результатов измерений x = ¥: ; °C; (2.7)

где t0 – наибольшая температура основания стержня, °С.

Решение уравнения (2.6) с граничными критериями (2.7) можно получить относительно коэффициента теплопроводимости материала стержня:

, Вт/(м×К) (2.8)

По (2.8) значение l может быть вычислено, если известны термический поток Q от поверхности эталона в окружающую среду, Вт; площадь его поперечного сечения f Протокол результатов измерений, м2; температура tх, °С; поперечного сечения стержня на расстоянии x, м от его торца; наибольшая температура торца стержня t0, °С и температура среды tж, °С. Значения этих величин инсталлируются по данным проведенного опыта.


protokoli-sionskih-mudrecov-zabavnie-2-glava.html
protokoli-sobraniya-dejstvitelnih-chlenov.html
protokoli-visshih-urovnej.html