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

4 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

53254. Що означає бути громадянином своєї держави 45.5 KB
  Мета уроку: розкрити зміст понять громадянин громадянство громадянські якості громадянські почуття і почуття; пояснити що означає бути громадянином і відчувати приналежність до своєї держави; висловлювати власне судження про те як людина може бути корисною суспільству; наводити приклади вчинків якими вони зможуть принести користь суспільству. План змісту уроку Що означає бути громадянином своєї держави.Що означає бути громадянином і відчувати приналежність до своєї держави.
53255. Майбутній громадянин України 205 KB
  2010 рік Процес виховання ― це динамічне складне явище яке здійснюється на основі цілеспрямованого і організованого формування особистості громадянина незалежної держави. Мета і завдання виховання визначаються потребами сучасного суспільноекономічного розвитку України. Виховна робота у Червонозаводській загальноосвітній школі ІІІІ ступенів №2 здійснюється відповідно до Програми системи виховання учнівської молоді згідно районної програми виховання учнівської молоді на період до 2012 року. Модель та основні структурні елементи...
53256. Гроші 59 KB
  Гроші. Що таке гроші Які асоціації викликає у вас поняття гроші 3. Саме тут ми будемо проводити дослідницьку роботу про гроші. Гроші це тема нашої роботи в економічній лабораторії.
53257. Грунти і земельні ресурси України 216 KB
  Умови ґрунтоутворення основні генетичні типи ґрунтів закономірності їх поширення. Карта ґрунтів України. Аналіз закономірностей поширення ґрунтів на території України. МЕТА: Сформувати в учнів загальну картину розміщення ґрунтів в Україні; навчити вмінню читати карту ґрунтів України схематично описувати ґрунтовий профіль визначати фізикохімічні властивості ґрунтів; пояснити учням поняття âземельні ресурсиâ підкреслити основні заходи щодо раціонального використання і охорони їх; виховувати в учнів почуття дбайливого господаря.
53258. Групповая форма работы на уроках химии 238.5 KB
  Чередов практические результаты обучения и воспитания учащихся свидетельствуют что низкая успеваемость многих школьников является результатом несоответствия между индивидуальным темпом усвоения знаний учащимися и тем что учитель предлагает выполнить на уроке. В решении вопроса качественного усвоения всеми учащимися класса базового содержания образования в соответствии с возможностями и склонностями каждого школьника важная роль отводится организации учебной деятельности учащихся. Рядом психологопедагогических исследований доказано что...
53259. Рекомендації щодо організації групової форми роботи під час використання проектної технології навчання 72 KB
  Головною ідеєю організації групової роботи є створення умов для активної спільної діяльності учнів у різних навчальних ситуаціях і робота в команді. Особливу увагу необхідно приділити груповим цілям успіху групи який може бути досягнутий лише в результаті самостійної роботи кожного члена групи у постійній взаємодії з іншими під час роботи над темою. Ефективність навчання в групах залежить від того наскільки кожний усвідомить важливість роботи разом та взаємодії через взаємодопомогу це може бути досягнуто шляхом впровадження пяти базових...
53260. ГРУПИ СЛІВ ЗА ЗНАЧЕННЯМ: СИНОНІМИ, АНТОНІМИ, ОМОНІМИ 120.5 KB
  Мета: поглибити знання школярів про синоніми антоніми омоніми; збагачувати словниковий запас учнів; розвивати уяву активізувати пізнавальну діяльність учнів; виробляти вміння й навички використання синонімів антонімів омонімів у власному мовленні; навчити відрізняти омоніми від багатозначних слів; формувати вміння й необхідність користуватися ними; виховувати бажання вчитися. Картка №1 Виписати з прислівїв антоніми Умій батьківщину любити а ворога ненавидіти. Картка №3 Дібрати синоніми до виділених слів Відважний боєць великий будинок.
53262. Свято гумору Хочете жити на втіху, частіше «вмирайте» від сміху 86.5 KB
  Сценка Інтернетце сила Василина Кумонько а куди це ви поспішаєте Параска Як куди На базар поторгувати вирішила. А тепер і результат Василина Кумонько а чим це від вас так тхневідвертається Параска Ойта це ж мої нові духи Запах дояркиâ називаються. Василина Ходімо кумонько ходімо будемо дивитись кому гарбуза давати а до кого і на побачення ходити. Сценка Дві кумасі Одна модна друга не дуже у фуфайці.