Обработка результатов.
1. Определяются средние температуры внутренней горячей и внешней холодной поверхностей образцов
;
[T]=1K
здесь і – номер термопары,
,
[T]=1K
2. Теплопроводность фторопласта определяется на основании формулы (11):
где
-
тепловой поток, прошедший через образцы
за счет теплопроводности. Рекомендации
по расчету которого приведены ниже; F
– принятая площадь поверхности одного
образца (
,
где d=0,14
м);
=
0,005 м (принятая толщина образца).
Тепловой поток получается за счет вычитания из общего теплового потока Q, создаваемого нагревателем, тепловых потерь через кожух
Здесь К характеризует теплопроводность кожуха и с учетом того, что кожух имеет цилиндрическую форму можно определить его приближенное значение
где
R=41
Ом;
–
теплопроводность материала кожуха
(асбоцемента): принято, что
=0,08
Вт/(м К); ТK
– температура наружной поверхности
кожуха, определяемая 7-ой термопарой;
dн
– наружный диаметр нагревателя, принято,
что dн
= 0,146 м; dк-
внешний диаметр кожуха, принято, что
dк
= 0,19 м; hн
– высота нагревателя, принято, что hн
= 0,012 м; hк
– высота кожуха, принято , что hк
= 0,022 м.
Значение теплопроводности
зависит от температуры материала,
поэтому полученное значение
следует отнести к средней температуре
исследуемого образца
.
Результаты обработки опытных данных
сводятся в протокол эксперимента. Для
других режимов работы установки
проводятся аналогичные расчеты, в
результате чего получится несколько
значений
для соответствующих средних температур
,
где j – режим работы
установки. По полученным значениям
теплопроводности
следует получить аналитическую
зависимость теплопроводности от
температуры,
(T).
Приближенно эту зависимость можно
выразить в виде линейной функции:
В работе требуется определить значения и b. Для их нахождения необходимо иметь результаты обработки, как минимум, двух экспериментов с разными температурными режимами. Для определения и b по двум экспериментам используется система уравнений
Из решения этой системы уравнений получается
,
,
В случае проведения более двух экспериментов значения и b усредняются по следующим зависимостям:
,
Полученные значения заносятся в таблицу 2.
Приложение 1
Таблица 1
Физические свойства сухого воздуха (В=760 мм.рт.ст.)
t |
|
Cр |
102 |
а106 |
106 |
106 |
Pr |
0C |
кг/м3 |
кДж/кгК |
Вт/мК |
м2/с |
нс/м2 |
м2/с |
- |
10 |
1,247 |
1,005 |
2,51 |
20,0 |
17,6 |
14,16 |
0,705 |
20 |
1,205 |
1,005 |
2,59 |
21,4 |
18,1 |
15,06 |
0,703 |
30 |
1,165 |
1,005 |
2,67 |
22,9 |
18,6 |
16,00 |
0,701 |
40 |
1,128 |
1,005 |
2,76 |
24,3 |
19,1 |
16,96 |
0,699 |
50 |
1,093 |
1,005 |
2,83 |
25,7 |
19,6 |
17,95 |
0,698 |
60 |
1,060 |
1,005 |
2,90 |
27,2 |
20,1 |
18,97 |
0,696 |
70 |
1,029 |
1,009 |
2,96 |
28,6 |
20,6 |
20,02 |
0,694 |
80 |
1,000 |
1,009 |
3,05 |
30,2 |
21,1 |
21,09 |
0,692 |
90 |
0,972 |
1,009 |
3,13 |
31,9 |
21,5 |
22,10 |
0,690 |
100 |
0,946 |
1,009 |
3,21 |
33,6 |
21,9 |
23,13 |
0,688 |
120 |
0,898 |
1,009 |
3,34 |
36,8 |
22,8 |
25,45 |
0,686 |
140 |
0,854 |
1,013 |
3,49 |
40,3 |
23,7 |
27,80 |
0,684 |
160 |
0,815 |
1,017 |
3,64 |
43,9 |
24,5 |
30,09 |
0,682 |
180 |
0,779 |
1,022 |
3,78 |
47,5 |
25,3 |
32,49 |
0,681 |
200 |
0,746 |
1,026 |
3,93 |
51,4 |
26,0 |
34,85 |
0,680 |
250 |
0,674 |
1,038 |
4,27 |
61,0 |
27,4 |
40,61 |
0,677 |
300 |
0,615 |
1,047 |
4,60 |
71,6 |
29,7 |
48,33 |
0,674 |
350 |
0,566 |
1,059 |
4,91 |
81,6 |
31,4 |
55,46 |
0,676 |
400 |
0,524 |
1,068 |
5,21 |
93,1 |
33,0 |
63,09 |
0,678 |
500 |
0,456 |
1,093 |
5,74 |
115,3 |
36,2 |
79,38 |
0,687 |
Таблица 2
Физические параметры двуокиси углерода, В = 10,13 104 Па (760 мм рт ст ) |
|||||||
Т |
|
Ср |
|
|
|
|
Pr |
К |
|
|
|
|
|
|
- |
300 |
1,773 |
0,851 |
1,66 |
14,92 |
8,42 |
11,0 |
0,77 |
350 |
1,517 |
0,900 |
2,04 |
17,21 |
11.34 |
14.9 |
0,76 |
400 |
1.326 |
0,942 |
2,43 |
19,39 |
14,62 |
19,5 |
0,75 |
450 |
1,176 |
0,981 |
2,83 |
21,49 |
18,24 |
24,5 |
0,74 |
500 |
1,059 |
1,02 |
3,25 |
23,31 |
22,01 |
30,1 |
0,73 |
550 |
0,962 |
1,05 |
3,66 |
25,39 |
26,39 |
36,2 |
0,73 |
600 |
0,883 |
1,08 |
4,07 |
27,22 |
30,83 |
42,7 |
0,72 |
650 |
0,814 |
1,10 |
4,45 |
28,98 |
35,6 |
49,7 |
0,72 |
700 |
0,756 |
1,13 |
4,81 |
30,63 |
40,52 |
56,3 |
0,72 |
Таблица 3
Физические параметры азота N2, В = 10,13 104 Па (760 мм рт. ст.) |
|||||||
Т |
|
Ср |
|
|
|
|
Pr |
К |
|
|
|
|
|
|
- |
300 |
1,123 |
1,041 |
2,59 |
17,82 |
15,87 |
22,15 |
0,716 |
350 |
0,962 |
1,042 |
2,93 |
20,0 |
20,79 |
29,23 |
0,711 |
400 |
0,842 |
1,045 |
3,27 |
22,04 |
26,18 |
37,16 |
0,705 |
450 |
0,749 |
1,05 |
3,58 |
23,96 |
31,99 |
45,52 |
0,703 |
500 |
0,674 |
1,056 |
3,89 |
25,57 |
37,94 |
54,65 |
0,694 |
550 |
0,612 |
1,065 |
4,17 |
27,47 |
44,89 |
63,98 |
0,702 |
600 |
0,561 |
1,075 |
4,46 |
29,08 |
51,84 |
73,95 |
0,701 |
650 |
0,518 |
1,086 |
4,72 |
30,62 |
59,11 |
83,9 |
0,705 |
700 |
0,481 |
1,098 |
4.99 |
32,1 |
66,74 |
94,48 |
0,706 |
Таблица 4
Физические параметры водорода Н2, В = 10,13 104 Па (760 мм рт. ст.) |
|||||||
Т |
|
Ср |
|
|
|
|
Pr |
К |
|
|
|
|
|
|
- |
300 |
0,0807 |
14,31 |
18,3 |
8,9 |
110,29 |
158,5 |
0,696 |
350 |
0,0692 |
14,43 |
20,4 |
9,86 |
142,49 |
204,3 |
0,697 |
400 |
0,0605 |
14,48 |
22,6 |
10,82 |
178,84 |
258,0 |
0,693 |
450 |
0,0538 |
14,5 |
24,7 |
11,71 |
221,78 |
322,6 |
0,687 |
500 |
0,0484 |
14,52 |
26,6 |
12,59 |
260,12 |
378,5 |
0,687 |
550 |
0,0441 |
14,53 |
28,5 |
13,42 |
304,31 |
444,8 |
0,684 |
600 |
0,0403 |
14,55 |
30,5 |
14,25 |
353,6 |
520,2 |
0,680 |
650 |
0,0372 |
14,58 |
32,3 |
15,02 |
403,76 |
595,5 |
0,678 |
700 |
0,0346 |
14,61 |
34,2 |
15,78 |
456,07 |
676,5 |
0,674 |