4.Схема и описание опытной установки.

Общий вид установки для определения- коэффициента теплопро­водности цилиндрического слоя материала представлен на рис. 1.

Установка состоит из металлической цилиндрической трубы 1; на наружной поверхности, которой помещается исследуемый слой изоляционного материала 2. Труба имеет длину = 1000 мм; цилинд­рический слой исследуемого материала имеет внутренний диаметр dвн = 12,5 мм и наружный диаметр dн = 25,5 мм. Внутри трубы заложен электрический нагреватель 3, создающий равномерный обогрев. Сила тока регулируется лабораторным автотрансформатором 4 , а расходуемая мощность измеряется точным ваттметром 5.

Температуры исследуемого материала измеряются термопарами 6, выполненными из хромеля и алюмеля, горячие спаи которых заложены на внутренней ( t1, t3, t5 ) и на наружной поверхности изоля­ционного слоя ( t2, t4, t6 ) по три спая ( рис. 1 ).

Электродвижущая сила термопар измеряется с помощью потенциометра 7, проградуированного в , через переключатель 8.

Рис 9.l. Схема опытной установки.

1 - цилиндрическая труба , 2 - исследуемая изоляция, 3 - электрический нагреватель, 4 - автотрансформатор, 5 - ваттметр, 6 - термопары, 7 -потенциометр, 8 - переключатёль, 9 - тепловая защита торцов трубы .

Торцы цилиндрической трубы защищены тепловой изоляцией 9 для создания одномерного температурного поля.

5. Порядок проведения опытов.

l. С разрешения преподавателя включается лабораторный стенд.

2. По указанию преподавателя устанавливают с помощью авто - трансформатора определенный тепловой режим.

3. Через 15 минут после включения нагрева измеряются температуры цилиндрического слоя не менее 3-5 раз через каждые 5 минут. Замеры производятся до наступления стационарного теплового состояния системы, т.е. температура точек не изменяется во времени.

4. Следующий опыт проводится при другом температурном режиме:

для этого нужно изменить силу тока, питающего нагреватель / пункты 2 и 3 данного раздела/.

5. По окончании опытов выключить установку под наблюдением преподавателя.

6. Все замеры вносятся в таблицу 9.1.

Таблица 9.1.

Результаты измерений.

Мощность Нагревателя, Вт	Температура изоляции,						Температура окружающей среды,
	Внутренней поверхности			Наружной поверхности
P	t1	t2	t3	t4	t5	t6	t7

6. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ.

1. Определение средней температуры внутренней поверхности изоляции в :

=

2. Определение средней температуры наружной поверхности изоляции в :

=

3. Определение температурного напора в :

=

4. Определение средней температуры изоляции :

=

5. Количество тепла Вт определяется по мощности, потребляемой электрическим нагревателем

= P , где = 1 с.

6. Определение коэффициента теплопроводности изоляции Вт/(м град ) по формуле (2).

7. B координатах - t строится зависимость = f ( ) по которой определяется ₀ и по его значению определяется тип исследуемого теплоизоляционного материала.

Все расчеты сводятся в таблицу 9.2.

Таблица 9.2 .

Результаты вычислений.

				Кол-во	Коэффициент
Тепловой	Средние температуры изоляции			тепла Вт	Теплопроводности Вт/( м град. )
режим					P	табл

8. Проверяется выполнение условий (4) и (5) и на основании этого делается вывод об эффективности действия изоляции.

(Коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к окружающему воздуху принять = 10 Вт/( град ).

7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Физическая сущность процесса переноса теплоты теплопроводностью.

2. Определение потока тепла через цилиндрический слой.

3. Коэффициент теплопроводности и его физический смысл. Факторы влияющие на коэффициент теплопроводности.

4. Каков закон распределения температуры по толщине цилиндрического

слоя?

5.По какому закону выбирается изоляция трубы?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10.