3. Объект и средства исследования
Образцы:
количество – два, со стороны торца
заготовки, ближе к поверхности
изготавливается отверстие для термопары;
отношение
;
материал – сталь 40-50.
4. Подготовка к работе
4.1. Перед началом работы студенты должны пройти инструктаж по технике безопасности эксплуатации приборов и оборудования, на которых будет выполняться лабораторная работа. Инструктаж проводит преподаватель или мастер.
4.2. Изучить содержание лабораторной работы, замерить размеры исходных заготовок, взвесить их или рассчитать массу каждой заготовки.
4.3. Ознакомиться с принципами измерения температуры заготовки, рабочей камеры печи. Подготовить таблицы для занесения результатов замера температуры.
4.4. Нагреть электрическую печь до температуры , установить состояние устойчивого теплового равновесия (устойчивый режим) с помощью терморегулятора и термопары.
4.5.
Две заготовки, одинаковые по массе и
геометрическим размерам, установить
на приспособление, находящееся в печи,
закрыть дверцу, пропустить термопару
через отверстие в дверце в гнезда
заготовок, обеспечив наличие контакта
термопар с заготовками. Нагреть заготовки
до данной температуры
по указанию преподавателя.
5. Программа работы
5.1. Извлечь термопары из печи, вынуть заготовки. Одну заготовку установить на подставку под вентилятор для принудительного охлаждения, вторую установить на подставку для естественного охлаждения. Установить термопары в гнезда заготовок.
5.2. Отметить время начала охлаждения и величину наибольшей температуры для каждой заготовки.
5.3. Установить наблюдение за процессом охлаждения заготовок по показаниям гальванометра электронного регулятора, фиксируя температуру заготовок через каждые 5 мин., для чего переключателем термопар поочередно их подключать к гальванометру. Данные занести в таблицу 1.
5.4. Определить средний коэффициент теплопередачи за каждый пятиминутный опыт и за все время охлаждения для естественного и вынужденного охлаждений. Результат занести в таблицу 2.
5.5. Построить график изменения температур и коэффициентов теплопередачи по времени с наложением кривых для естественной и вынужденной конвекции.
5.6. Подсчитать температуру заготовок в конце охлаждения по аналитической зависимости и сравнить с экспериментом.
Таблица 1
Экспериментальные данные опыта
№ опыта |
Время начала охлаждения, мин. |
Температура окружающего воздуха, |
Температура заготовки при естественном охлаждении, |
Температура заготовки при вынужденном охлаждении, |
Примечание |
0 |
0 |
20 |
|
|
|
1 |
0-5 |
20 |
|
|
|
2 |
5-10 |
20 |
|
|
|
3 |
10-15 |
20 |
|
|
|
4 |
15-20 |
20 |
|
|
|
5 |
20-25 |
20 |
|
|
|
6 |
25-30 |
20 |
|
|
|
7 |
30-35 |
20 |
|
|
|