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

5661. Проектирование тяговой подстанции, транзитная, постоянного тока 440.5 KB
  Проектирование тяговой подстанции, транзитная, постоянного тока Введение Энергию на тягу поездов получают от энергосистем через их высоковольтные линии и районные подстанции, непременно, через специальные тяговые подстанции, являющиеся элементами си...
5662. Математические модели вибрации 181.54 KB
  Математические модели вибрации. Цель: провести исследование нескольких возможных моделей вибрации. Постановка задачи: на основе теоретических знаний создать нескольких возможных моделей вибрации. 1. Параметры вибрации и единицы измерений Вибрация, к...
5663. Японская кухня. Изучение традиций и особенностей японской кухни 217.5 KB
  Объектом исследования курсовой работы является японская кухня. Целью работы является: изучение традиций и особенностей японской кухни, Технологический процесс приготовления блюд, специфику кухонной утвари, способы подготовки продуктов...
5664. Проектирование автовокзала в городе Санкт-Петербург 133 KB
  Объемно планировочное решение здания Проектируемое здание – автовокзал в городе Санкт-Петербурге. Размеры здания в плане: Здание двухэтажное, из кирпича, бескаркасное. Высота этажа - 3,3 метра. На первом этаже расположен...
5665. Проектирование Дворца культуры на 300 человек в городе Новосибирск 118.5 KB
  Исходные данные Объект проектирования - Дворец культуры на 300 человек Район строительства - Новосибирск Глубина сезонного промерзания грунта - 2250 мм Зона влажности - нормальная Конструкция...
5666. Расчет электростанции теплохода Лагода 390.5 KB
  Данные электростанции теплохода проект №112 название головного судна Ладога Расчет производится табличным методом, исходя из того, что СЭС должна полностью обеспечивать электроэнергией все установленные на судне приемники при всех режимах работы. Ро...
5667. Культурология в системе наук. Шпаргалка 239.5 KB
  Предмет культурологии. Культурология в системе гуманитарного знания. Культурология - наука о наиболее общих закономерностях развития культуры, о множественности развития различных культур. Предмет - культура, взятая как целостное явлени...
5668. Бизнес-планирование. Комбинированный урок 44 KB
  Бизнес-планирование Предмет: технология Класс: Цели занятия: Ознакомление с сущностью бизнес-планирования 2. Выступить с докладами и выслушать доклады других по темам: Роль бизнес-планирования в организации ПД, Специфика бизнес-планир...
5669. Языки программирования. Курс лекций 316 KB
  Программа курса Языки программирования Основные понятия языков программирования: данные, операции и связывание. ОД(объект данных) - переменные, константы - абстрактное место, где могут храниться данные. Виды связывания: 1)...