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

16693. ПРАВА УЧРЕДИТЕЛЯ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОБЩЕСТВА И РЕЖИМ СУПРУЖЕСКОГО ИМУЩЕСТВА 14.19 KB
  ПРАВА УЧРЕДИТЕЛЯ ХОЗЯЙСТВЕННОГО ОБЩЕСТВА И РЕЖИМ СУПРУЖЕСКОГО ИМУЩЕСТВА К.И. СКЛОВСКИЙ Скловский Константин Ильич доктор юридических наук адвокат профессор кафедры гражданского права КГАУ имеет около 120 научных публикаций. При обсуждении и без того сложн...
16694. ВОПРОСЫ О ЗАДАТКЕ ПРИ ПРИОБРЕТЕНИИ ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЙ 9.06 KB
  К ВОПРОСУ О ЗАДАТКЕ ПРИ ПРИОБРЕТЕНИИ ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЙ К.И. СКЛОВСКИЙ Скловский Константин Ильич доктор юридических наук адвокат профессор кафедры гражданского права КГАУ имеет около 120 научных публикаций. В практике риэлтерских агентств возник острый вопрос...
16695. ВЛАДЕНИЕ И ВЛАДЕЛЬЧЕСКАЯ ЗАЩИТА 29.6 KB
  ВЛАДЕНИЕ И ВЛАДЕЛЬЧЕСКАЯ ЗАЩИТА К.И. СКЛОВСКИЙ Скловский Константин Ильич Кандидат юридических наук. Специалист по гражданскому праву. Родился 31 марта 1955 г. в городе Кызыл Тувинской республики. В 1977 г. окончил Ростовский госуниверситет. Работал следователем пр
16696. ЗАЩИТА ПРАВ СОБСТВЕННИКА И ВЛАДЕЛЬЦА ИМУЩЕСТВА, РЕАЛИЗОВАННОГО НА ПУБЛИЧНЫХ ТОРГАХ 23.08 KB
  О ЗАЩИТЕ ПРАВ СОБСТВЕННИКА И ВЛАДЕЛЬЦА ИМУЩЕСТВА РЕАЛИЗОВАННОГО НА ПУБЛИЧНЫХ ТОРГАХ К.И. СКЛОВСКИЙ Скловский Константин Ильич доктор юридических наук адвокат профессор кафедры гражданского права КГАУ имеет около 120 научных публикаций. Продажа имущества
16697. ЮРИДИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ -КЛЮЧЕВОЕ ЗВЕНО ПРАВА 123.5 KB
  ОС. АЛЕКСЕЕВ ЮРИДИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ КЛЮЧЕВОЕ ЗВЕНО ПРАВА в порядке постановки проблемы 1. Сначала некоторые фактические данные. Вот перед нами рыночные отношения. Какие здесь используются юридические конструкции Принято считать договор куплипродажи. Да это о...
16698. ПРАВОВЫЕ ПРОБЛЕМЫ КОНЦЕНТРАЦИИ КАПИТАЛА В УСЛОВИЯХ СВОБОДНОГО РЫНКА И НЕ-ОБХОДИМОСТИ ЗАЩИТЫ ПУБЛИЧНЫХ ИНТЕРЕСОВ 120 KB
  Ю.Т. БАСИН ПРАВОВЫЕ ПРОБЛЕМЫ КОНЦЕНТРАЦИИ КАПИТАЛА В УСЛОВИЯХ СВОБОДНОГО РЫНКА И НЕОБХОДИМОСТИ ЗАЩИТЫ ПУБЛИЧНЫХ ИНТЕРЕСОВ 1. Вводные положения Казахстан как и Россия вступает в экономическую фазу развития основанную на господстве частной собственности и частно...
16699. ОЦЕНОЧНЫЕ ПОНЯТИЯ В СОВРЕМЕННОМ ГРАЖДАНСКОМ ПРАВЕ 194.5 KB
  Д.А. Гараймович ОЦЕНОЧНЫЕ ПОНЯТИЯ В СОВРЕМЕННОМ ГРАЖДАНСКОМ ПРАВЕ Развивая ту или иную отрасль науки мы в первую очередь сталкиваемся с необходимостью определения средств которые требуются для этого развития. Наборы инструментов с которыми имеют дело ученые разн
16700. Общие положения учения об обеспечении обязательств и способах обеспечения обязательств 250.5 KB
  Общие положения учения об обеспечении обязательств и способах обеспечения обязательств Общие положения учения об обеспечении обязательств 1. Под исполнением обязательств понимается совершение кредитором и должником действий по осуществлению вытекающих из обязате...
16701. Публичные образования и их органы: гражданско-правовой статус и участие в гражданских правоотношениях 312 KB
  Публичные образования и их органы: гражданскоправовой статус и участие в гражданских правоотношениях Под публичными образованиями в интересах настоящей работы понимаются Российская Федерация субъекты Российской Федерации далее по тексту субъекты РФ и муниципаль