1. Определение тепловой проводимости тепломера.

При определении приближенного среднего проводят серию из пяти экспериментов, в которых в качестве образца используют образцовую/оттестированную ВНИИМом/ меру теплопроводности из плавленого кварца марки КВ ГОСТ 15130-69. Экспериментальные данные заносятся в табл.2 Расчет и проводится без учета поправки по формулам

где - перепады температур на образце и на рабочем слое тепломера в микровольтах, мкВ;

– теплопроводность кварцевого стекла марки КВ, Вт/(м·К);

- площадь поперечного сечения и высота образца из кварца марки КВ;

– поправка, учитывающая теплоемкость образца, определяемая по формуле (14).

2. Определение теплового сопротивления контакта

При определении проводят серию экспериментов с образцом из меди (диаметр образца 15 мм, высота 5 мм).

Экспериментальные данные заносят в табл. 2. Расчет и проводят по формулам:

где – теплопроводность медного образца, Вт/(м·К);

– высота медного образца, м.

Значение теплопроводности и в зависимости от температуры приведены в справочных таблицах.

3. Уточнение

Проводят уточненный расчет с учетом среднего значения для каждого температурного диапазона по формулам:

или

где – поправка, учитывающая тепловое сопротивление , определяется соотношением

Вычисление значения и используют при дальнейшей работе.

4. Расчет погрешностей определения и

Погрешности определения и являются случайными. Величина их зависит от квалификации и опыта экспериментатора и не должны превышать соответственно 5% и 10%. Значение погрешностей нормированы, исходя из расчетной величины прибора / ±10%/ во всем диапазоне значений теплопроводности.

Расчет погрешности определения проводится по формуле:

где – случайная погрешность определения тепловой проводимости тепломера, %;

– коэффициент Стьюдента (для числа измерения n=5, при доверительной вероятностиP=0,95%);

– среднеквадратическое отклонение тепловой проводимости тепломера (Вт/К); определяемое выражением

Расчет погрешности определения проводится по формулам

где – случайная погрешность определения поправки на контактное тепловое сопротивление образца , не идентичность и заделку термопар, %;

– среднеквадратическое отклонение поправки на контактное тепловое сопротивление образца, не идентичность и заделку термопар (М²К/Вт), определяемое соотношением

Результаты расчета погрешностей оформляются в виде табл. 4.

6 Обработка результатов эксперимента

Данные образца из тефлона(фторопласт 4)

m1, кг	m с, кг	d, м	h, м	F ,м2	r, м
0,00024	0,04076	0,015	0,002	0,000177	0,0075

6.1Таблица 1Определение λ

											λ
0C	К	мВ	мВ							0C
25	298	198,67	38,33	145	0,006897	0,006890	15,652	0,01056	1,500	447	0,29026
50	323	335,67	57,33	145	0,006897	0,006889	15,652	0,01056	0,962	484,5	0,29030
75	348	385,00	71,33	145	0,006897	0,006890	15,652	0,01056	0,904	522	0,29027
100	373	423,67	82,00	145	0,006897	0,006890	16,263	0,01017	0,880	559,5	0,29026
125	398	447,33	93,00	145	0,006897	0,006891	16,263	0,01017	0,890	597	0,29024
150	423	487,67	102,00	145	0,006897	0,006891	16,263	0,01017	0,867	634,5	0,29024

6.2 Обработка результатов градуировки измерителя

Таблица 2Определение приближенного среднего

	λ		1 опыт			2 опыт				3 опыт
К
			мВ	мВ			мВ	мВ			мВ	мВ
298	0,29026	0,01056	189	37	0,132		229	48	0,155		178	30	0,154		0,147
323	0,29030	0,01056	330	59	0,145		355	69	0,160		322	44	0,190		0,165
348	0,29027	0,01056	388	70	0,144		412	79	0,150		355	65	0,141		0,145
373	0,29026	0,01017	419	80	0,136		447	90	0,141		405	76	0,138		0,138
398	0,29024	0,01017	440	90	0,127		467	99	0,130		435	90	0,125		0,127
423	0,29024	0,01017	492	99	0,129		502	108	0,127		469	99	0,123		0,126

6.3 Определение теплового контактного сопротивления

dм=0,015;	hм=0,005

Таблица 3

	λ		1 опыт			2 опыт				3 опыт
К
			мВ	мВ			мВ	мВ			мВ	мВ
298	0,29026	0,147	189	37	0,0062		229	48	0,0057		178	30	0,0072		0,0064
323	0,29030	0,165	330	59	0,0060		355	69	0,0055		322	44	0,0079		0,0065
348	0,29027	0,145	388	70	0,0068		412	79	0,0064		355	65	0,0067		0,0066
373	0,29026	0,138	419	80	0,0067		447	90	0,0064		405	76	0,0069		0,0067
398	0,29024	0,127	440	90	0,0068		467	99	0,0066		435	90	0,0068		0,0067
423	0,29024	0,126	492	99	0,0070		502	108	0,0065		469	99	0,0067		0,0067

6.4 Расчет погрешностей определения к_т и Р_к

Таблица 4

	σКт		σРк
2,212	0,047	13,964	0,032
2,365	0,060	13,557	0,032
2,406	0,045	14,083	0,034
2,442	0,044	13,963	0,033
2,504	0,040	13,923	0,034
2,514	0,039	14,066	0,034

6.5 Обработка результатов поверки измерителя

Таблица 5 Определение допускаемой основной погрешности

	λ0	λ	σ		∆c	∆
298	0,29	0,29026	0,000263	0,252	0,091	[0,161-0,343]
323	0,29	0,29030	0,000297	0,285	0,102	[0,182-0,387]
348	0,29	0,29027	0,000274	0,262	0,094	[0,168-0,357]
373	0,29	0,29026	0,000262	0,251	0,090	[0,161-0,342]
398	0,29	0,29024	0,000244	0,234	0,084	[0,150-0,318]
423	0,29	0,29024	0,000243	0,233	0,084	[0,149-0,316]

Рис 1. График зависимости λ=f(T)

Т, К

λ, Вт/м*К

Вывод:

Результаты измерения теплопроводности совпали с литературными данными с погрешностью в 1%.