Міністерство освіти і науки України

Криворізький технічний університет

Кафедра теплогазоводопостачання і вентиляції

Методичні вказівки

по виконанню лабораторних робіт зкурсу

«Тепломасообмін»

студентами спеціальності

6.092100 «Теплогазопостачання і вентиляція»

всіх форм навчання

Затверджено на засіданні кафедри теплогазоводопостачання, водовідведення і вентиляції

протокол №9 від 03.03.2008

Кривий Ріг

КТУ

2008

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Тепломасообмін» студентами спеціальності 6.092100 «Теплогазопостачння и вентиляція» всіх форм навчання / Склав А. М. Голишев, К. В. Лосьев. – Кривий Ріг, КТУ, 2008.

Укладачі: А. М. Лосьев, д. т. н. , проф.,

К. В. Лосьев, асистент

Відповідальний за випуск: П. В. Бересневич д. т. н., проф.

Рецензент: А. А. Малевич, к. т. н., доцент

Вступ

Методичні вказівки з виконання лабораторних робіт розроблені згідно робочої програми з дисципліни «Тепломасообмін»

Метою методичних вказівок є сприяти закріпленню теоретичних знань, які студенти отримали на лекціях , практичних заняттях, а також більш глибокому засвоюванні матеріалу по визначенню коефіцієнтів теплопровідності, тепловіддачі та інших що сприятиме набуттю навичок до виконання наукових досліджень.

Крім того, студенти повинні володіти теоретичним матеріалом з кінетики нагрівання тіла.

Готовністю студента до виконання лабораторної роботи є допуск викладача.

Після виконання роботи студент складає звіт згідно вимоги інструкції, яка передбачає – опрацювання дослідних даннх, змалювання схеми установки, приведення розрахунків, таблиць, графіків та висновок.

Лабораторна робота №1 Порівняльний метод визначення теплопровідності

Мета роботи - визначити теплопровідність твердого тіла.

Прибори: установка (див. мал. 1.2), гальванометр, досліджувані зразки.

1. Короткі теоретичні відомості

Теплопровідність або здатність тіла проводити теплоту, залежить від природи речовини і його фізичних властивостей. Закон теплопровідності заснований на гіпотезі Фурье про пропорційність теплового потоку різниці температур на одиниці довжини шляху перенесення теплоти в одиницю часу:

(1.1)

де λ – теплопровідність;

- температурний градієнт.

Існуючі методи визначення теплопровідності можна розділити на дві групи: методи стаціонарного потоку теплоти і методи нестаціонарного потоку теплоти. У першій групі методів тепловий потік, що проходить через тіло або систему тіл, залишається постійним по величині і напряму. Температурне поле залишається постійним. У методах нестаціонарного режиму використовується змінне в часі температурне поле.

У справжній роботі використаний один з методів стаціонарного режиму. Температурний градієнт для плоскопаралельної пластини між двома поверхнями постійний:

(1.2)

де: і температура відповідно менш і більш

нагрітій поверхні пластини. Підставляючи 1.2 в I.I, знаходимо тепловий потік

(1.3)

звідки

(1.4)

З двох зразків (рис.1.1) для різних матеріалів тих, що знаходяться в тепловому зіткненні, вважаємо пластину П еталоном. Якщо нехтувати краєвим ефектом, то тепловий потік, що проходить через еталон і досліджуваний зразок, визначається по виразу

звідки

де: і - товщина відповідно пластин досліджуваного зразка і еталону, м

; - температура відповідно на поверхні еталону, на стику еталону із зразком і на поверхні зразка.

Якщо всі термопари однакові по їх попередньому градуюванню, то замість абсолютних температур можна поставити відповідні свідчення гальванометра п₁, п₂, п₃. Тоді формула 1.6 приймає вигляд

(1.7)

2. Опис установки

Схематично установка показана на мал. 1,2.

Установка полягає:

1. Нагрівача

2. Холодильника

3. Досліджуваний зразок

4. Еталон

5. - джерела напруги

6. (П) - перемикача;

7. (Г) – гальванометра;

8. Сполучних приводів термопар (п₁, п₂, п₃).

п₁ - виведення термопари між нагрівальним блоком (I) і

досліджуваним зразком (3);

п₂ - виведення термопари між досліджуваним зразком (3) і

еталоном (4);

п₃ - виведення термопари між еталоном (4) і холодильником (2).

3. Порядок виконання роботи

1. Включити струм для нагрівача (I).

2. Через 4-5 мін після прогрівання блоку зміряти температуру в точках I, II, III. Замість абсолютних температур, ,, знімають відповідні свідчення гальванометра п₁, п₂, п₃

3. Дані заносять в табл. I.

4. По усереднених значеннях п₁, п₂, п₃розраховують значення теплопровідності, формула 1.7.

5. Дані знімають при стаціонарному потоці.

Примітка.

Категорично забороняється розбирати установку і торкатися до

їй руками. Виниклі несправності усуваються лаборантом або

викладачем.

№ п/п	Вт/( °С)	п1, дел	п2, дел	п2, дел	Вт/( °С)	Вт/( °С)	Вт/( °С)	м	м
1 2 3 4 5	85.5							7,64	9,96

6. Обчислюють середню квадратичну погрішність за формулою

7.Визначають межу довірчого інтервалу

де - коефіцієнт Стьюдента (при n=5; =0,9;

=2.13).

8. Записують остаточний результат у вигляді

9. Обчислюють відносну погрішність за формулою

10.Делайэт виводу! по результатах і дають пояснення в розбіжності експериментальних даних з табличними.

Лабораторна робота №2