39226

Измерение коэффициента теплопроводности сыпучего материала

Контрольная

Физика

Ознакомление с методикой измерения коэффициента теплопроводности сыпучих материалов измерение коэффициента теплопроводности песка. Коэффициент теплопроводности В феноменологической теории теплопроводности перенос тепловой энергии рассматривается подобно течению жидкости. Согласно закону Фурье 1 где  коэффициент теплопроводности.

Русский

2013-10-01

114 KB

3 чел.

Работа 7

Измерение коэффициента теплопроводности сыпучего материала

Цель работы. Ознакомление с методикой измерения коэффициента теплопроводности сыпучих материалов, измерение коэффициента теплопроводности песка.

Теоретическое введение

§1. Коэффициент теплопроводности

В феноменологической теории теплопроводности перенос тепловой энергии рассматривается подобно течению жидкости.

Плотность потока тепла – это вектор численно равный количеству тепла проходящего в одну секунду через единичную площадку, перпендикулярную к направлению переноса тепла: . Согласно закону Фурье   (1), где - коэффициент теплопроводности.

§2. Перенос тепла в радиальном направлении цилиндра

Пусть внутри цилиндрической полости имеется источник тепла мощностью Р и на внутренней поверхности радиуса r1 температура Т1. Через цилиндрическую поверхность S радиуса r наблюдается перенос тепла:

(2).

Представим (2) в виде:  (3). Интегрируя, получаем:

;        (4).

Уравнение (4) задает закон изменения температуры в радиальном направлении. Из этого уравнения следует, что разность температур между наружной и внутренней поверхностями цилиндрического слоя:  (5).

Практическая часть

Методика измерения

Схема установки представлена на рисунке.

Метод измерения основывается на использовании формулы (5), из которой следует:  (6). Нагревательный элемент 1 помещен внутрь металлической трубки 2. Все это помещается внутрь цилиндрического стакана 3. Между 2 и 3 помещается исследуемый сыпучий материал (песок). Система элементов 1, 2, 3 размещена на подставке 4. Сверху для уменьшения теплопотерь накрывается теплоизолятором из пенопласта.

Измерение разности температур осуществляется медь-константиновыми термопарами. Одна термопара измеряет , где  . Другая термопара измеряет . Здесь Т – температура холодного тела (ХТ). Величины термоэдс  и  измеряются электронным вольтметром.

С учетом методики измерения температур:      (7).

Радиальный поток тепла задается нагревательным элементом, мощность которого находится по показаниям амперметра и вольтметра в цепи нагревательного элемента: . Подстановка РН в формулу (7) даст завышенное значение , тепловая мощность, переносимая при теплопроводности  . Величина потерь Рпот  зависит от разности температур Т10. Для исключения, вызванной тем, что   может быть использована апроксимационная методика. Для этого  проводят измерения при разных мощностях в интервале от 0 до Рмах. В нашем случае Рмах=1,5 В. Находят в эксперименте , которая пропорциональна . По полученным результатам строят зависимости либо , либо .

Построив графики, экстраполяцией к нулевым значениям РН или находят 0.

Тогда  (8).

Выполнение работы

  1.  Соберите установку. Засыпьте песок в пространство между цилиндрами.
  2.  Разбейте интервал мощности нагревателя 0 – 1,5 Вт на 5 частей. Установите первое номинальное значение мощности. Подождите пока  не будет меняться. Снимите показания JH, UH,  и , занеся их в таблицу.

      =                                  r1=                                      r2=

JH

UH

PH

    =                                            =                                                  =

  1.  Проведите измерения при следующих значениях мощности нагревателя.
  2.  Найдите  для измеренных значений мощностей.
  3.  Постройте графики  и .
  4.  Экстраполяцией графиков к нулевым значениям по PH и  найдите  и .

При использовании компьютера находиться аппроксимация от PH  или  степенным рядом. Тогда  численно равна свободному члену.

Найдите среднее значение .

7. Рассчитайте

3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

38608. ТЕХНИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ЮНЫХ ОРИЕНТИРОВЩИКОВ 12 – 13 ЛЕТ 3.77 MB
  С помощью карты начальник дистанции планирует трассы оборудует их на местности. Все спортивные карты должны оформляться в условных знаках и обладать определенными качествами: точность информативность объективность читаемость и полнота содержания Зубков С. У спортивной карты можно выделить две функции. Его применение служит двум целям – ориентирование карты и выдерживание направления на местности.
38610. Гидрохимия кислых рудничных вод и геохимия донных отложений Медногорской геотехнической системы (Южный Урал) 1.42 MB
  Пыль из объединенного дымохода Медногорского медно-серного комбината состоит из пирита, халькопирита, станнина, Cu-Zn-шпинели, кварца и алюмосиликатов. Аэральные потоки тяжелых металлов в виде тонкодисперсной пыли при депонировании в почвах формируют техногенные геохимические аномалии, пространственное положение которых определяется, главным образом, розой ветров.
38611. Проектирование предприятия по обработке мясных продуктов в поселке Торбеево, Торбеевского района, Республики Мордовия 226 KB
  Эффективность производства мяса и мясных продуктов в значительной мере зависит от региона вида и породы животного условий их кормления и содержания а также от термической оснащенности мясоперерабатывающих предприятий. Химический состав и энергетическая ценность мяса представлены в таблице 1. Таблица 1 – Химический состав и энергетическая ценность мяса Ассортимент продукции.2 Требования к качеству готовой продукции Химический состав мяса зависит от вида пола возраста породы упитанности животных и части туши.
38612. Цифровой звук в мультиплексах 2.31 MB
  Использование в звукочитающих системах кинопроекторов фотоэлемента делало наиболее предпочтительной фонограмму, состоящую из металлического серебра чёрно-белой киноплёнки. Появление цветного кино на многослойных киноплёнках заставило искать способы улучшения качества фонограммы, поскольку изображение таких киноплёнок состоит из красителей
38613. Выполнение отделочных строительных работ на оконных заглушинах из кирпича 198 KB
  Расчетнопояснительная записка на тему: выполнение отделочных строительных работ на оконных заглушинах из кирпича. Подготовка объекта к отделочным строительным работам 2. Выполнение штукатурных работ. Выполнение малярных работ.
38614. Анализ механизма начисления и выплаты пенсий, выявление проблем и разработка путей их решения 896 KB
  Появление внебюджетных и целевых бюджетных фондов находится в общей децентрализации государственных финансов на этапе рыночных преобразований. Выделение в составе бюджетов различных уровней и за пределами специальных фондов, со своими источниками и направлениями расходования, призвано было принципиально изменить подход всех субъектов социально-экономической сферы к финансовым средствам. Основная причина создания всех фондов одна – обеспечение более эффективного использования средств.
38615. Переустройство и перепланировка: особенности правового регулирования федеральным и региональным законодательством 338.5 KB
  Понятие и виды переустройства и перепланировки жилого помещения отличие от реконструкции. Правовые основания для отказа в согласовании переустройства и переоборудования жилого помещения. Ответственность за самовольное переустройство и...
38616. Матеріали, інструменти та пристосування, що використовуються для стрижки Каскад 903 KB
  Накручування волосся на бігуді. Технологія виконання накручування волосся на бігуді. Правила і прийоми горизонтального і вертикального накручування волосся на бігуді. Характеристика засобів для укладання волосся за допомогою бігуді.