5 Контрольные вопросы

1. Каково назначение компрессора?

2. Какой объем компрессора называется «вредным» и как он влияет на подачу компрессора?

3. В каком случае подача компрессора окажется равной нулю?

4. Почему головку и цилиндр компрессора охлаждают?

5. При каких условиях затрачивается минимальная мощность на привод при постоянной подаче компрессора?

6. Что собой представляет коэффициент наполнения?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

МЕТОДОМ МОНОТОННОГО НАГРЕВА

Цель работы: изучить физический смысл и метод определения теплопроводности. Изучить зависимость теплопроводности от температуры.

Оборудование: нагревательная установка ИТ–λ–400

1 Общие сведения

Теплопроводностью называется процесс теплообмена между микрочастицами тела при их непосредственном соприкосновении.

В чистом виде теплопроводность наблюдается в однородных твердых телах и неподвижных (в тонких слоях и порах) жидкостях и газах. Основной закон теплопроводности (закон Фурье) устанавливает: поверхностная плотность теплового потока, передаваемого теплопроводностью, пропорциональна теплопроводности вещества и градиенту температуры.

, (1.1)

где q - поверхностная плотность теплового потока, Вт/м²;

l - теплопроводность, Вт/(мК);

- градиент температуры – отношение элементарного изменения температуры к изменению расстояния по нормам к изотермной поверхности, К/м.

Изотермная поверхность – это поверхность, состоящая из точек с одинаковой температурой.

Из уравнения (1.1) следует, что теплопроводность численно равна плотности теплового потока при температурном градиенте, равной единице (1 градус на 1 метр пути теплового потока).

Теплопроводность является физическим параметром вещества и зависит от структуры, пористости, влажности, температуры материала. Газы имеют минимальную теплопроводность, равную 0,01…0,6 Вт/(м·К).

Теплообмен теплопроводностью объясняется передачей энергии между движущимися микрочастицами: в газах – столкновением при движении атомов и молекул; в жидкостях и неметаллических твердых телах – упругим колебанием молекул и кристаллов; в металлах– движением свободных электронов, упругие колебания кристаллической решётки в теплопроводности металлов имеют второстепенное значение.

Тепловой поток и количество теплоты, передаваемый теплопроводностью, определяются по зависимостям

Ф=q×А; (1.2)

Q=Ф×t, (1.3)

где Ф - тепловой поток, Вт;

Q - количество теплоты, Дж;

А - площадь сечения, перпендикулярная направлению распространения теплоты, м²;

t - время, с.

Экспериментально теплопроводность материала можно определить методом монотонного (с постоянной скоростью) нагрева образца.