Экспериментальная установка

Экспериментальная установка (рис. 9.2) состоит из двух вертикально расположенных цилиндров. Исследуемый цилиндр 3 выполнен из стали, эталонный 6 – из латуни. Оба цилиндра имеют длину 0,345 м и диаметр 0,04 м. Внутри каждого из цилиндров расположены электронагреватели 4 и 7, питающиеся переменным током от сети. Для измерения мощности теплового потока, изменяемой регуляторами 1 и 9, в их цепях установлены ваттметры 2 и 8. Температура излучающих поверхностей цилиндров измеряется термопарами ТХК 11 и 14. Термопары присоединены через переключатели 10 и 13 к потенциометру 12. Цилиндры установлены открыто и свободно омываются окружающим воздухом. Для исключения влияния лучистой теплоотдачи от одного цилиндра к другому они разделены экраном 5. Степень черноты стали определяется методом сравнения теплоотдачи на стационарном режиме двух геометрически одинаковых цилиндров при условии равенства средних температур их поверхностей. В этом случае интенсивность конвективного теплообмена между поверхностями цилиндров и окружающими стенами помещения лаборатории (именно между ними будет происходить лучистый теплообмен, так как воздух, состоящий из двухатомных газов, практически прозрачен для тепловых лучей) будет неодинакова вследствие различия коэффициентов излучения стали и латуни. Зная коэффициент излучения латуни ( ), из выражения тепловых балансов цилиндров легко определить искомую величину.

Порядок выполнения работы

Ознакомиться с описанием установки.
Включить установку в сеть переменного тока и регуляторами напряжения установить мощности нагревателей цилиндров по указанию преподавателя. Продолжать прогрев цилиндров до тех пор, пока режим не станет установившимся (пока температура стенки эталонного цилиндра не перестанет изменяться ).
Через 20 мин измерить температуру поверхностей цилиндров. Постепенно изменяя мощность нагревателя стального цилиндра, добиться одинаковой средней температуры поверхностей обоих цилиндров. Средняя температура каждого из цилиндров находится как среднее арифметическое показаний всех четырех термопар. Каждую очередную регулировку мощности нагревателя проводить с интервалом 10 мин, записывая показания всех контрольно-измерительных приборов в протокол.

После достижения одинаковых значений температур поверхностей цилиндров и достижения установившегося режима теплообмена, на что будут указывать одинаковые значения средних температур на протяжении двух-трех замеров, опыт закончить и установку выключить.

5.Температура воздуха в помещении регистрируется настенным термометром.