ЛАБ3

Лабораторна робота №3

Визначення коефіцієнту теплопровідності.

Метою роботи є отримання навиків вимірювання ефективної теплопровідності та термічного опору теплоізоляційних матеріалів при стаціонарному тепловому режимі.

Висновок: виконавши дану лабораторну роботу, я отримав навики вимірювання ефективної теплопровідності та термічного опору теплоізоляційних матеріалів при стаціонарному тепловому режимі.

Контрольні запитання: 1.

Поясніть фізичний смисл та розмірність коефіцієнта

теплопровідності.

Коефіцієнт теплопровідності - це фізична величина, яка визначає здатність матеріалу передавати тепло. Він показує, як швидко тепло переноситься через речовину з однієї точки в іншу при наявності температурного градієнту. Чим більший коефіцієнт теплопровідності, тим краще матеріал проводить тепло.

Розмірність коефіцієнта теплопровідності в системі SI (Міжнародна система одиниць) - це ватт на метр на кельвін (W/(m·K)). Це означає, що коефіцієнт теплопровідності вимірюється в одиницях потужності (ватт), довжини

(метри) і температурного градієнту (кельвіни).

Наприклад, якщо коефіцієнт теплопровідності матеріалу дорівнює 1

Вт/(м·K), це означає, що через кожен метр товщини матеріалу при різниці в температурі в 1 кельвін тепло переноситься з потужністю 1 ватт

2.Як залежить від температури коефіцієнт теплопровідності порожнистих матеріалів?

Коефіцієнт теплопровідності порожнистих матеріалів дійсно залежить від

температури. Зазвичай з підвищенням температури коефіцієнт

теплопровідності збільшується. Це пов'язано з тим, що при підвищенні

температури збільшується інтенсивність теплових коливань частинок матеріалу, що призводить до більшої передачі тепла через матеріал. Однак,

ця залежність може виявлятися складною і залежить від конкретного матеріалу та його структури.

3. Що розуміють під термічним опором теплоізоляційного матеріалу?

Термічний опір теплоізоляційного матеріалу - це міра його здатності утримувати тепло та запобігати його передачі через нього. Це важлива характеристика матеріалу, яка вимірюється у квадратних метрах на ват

(м²K/W) або у метрах на ват (мK/W). Чим вище значення термічного опору,

тим ефективніше матеріал утримує тепло. Термічний опір залежить від таких факторів, як товщина матеріалу, його склад, структура та інші фізичні властивості. Використання матеріалів з високим термічним опором сприяє підвищенню енергоефективності будівель та зменшенню витрат на опалення та кондиціонування повітря.

4.Наведіть порядок визначення коефіцієнта теплопровідності на приладі, зібраному за асиметричною схемою.

Підготовка приладу: Прилад повинен бути асиметричним, тобто мати різні товщини матеріалів або різні теплопровідності в різних частинах. Наприклад,

це може бути тонкий циліндр або плоска пластина з різними товщинами.

Встановлення теплового потоку: Один кінець приладу (зазвичай товший або менш теплопровідний) нагрівається, а інший кінець (тонший або більш теплопровідний) залишається при низькій температурі. Це створює тепловий градієнт вздовж приладу.

Вимірювання температур: За допомогою термопари або іншого теплового датчика виміряйте температури на різних точках приладу. Температура на вихідному кінці (дальній від джерела тепла) повинна залишатися стабільною після деякого часу для того, щоб забезпечити рівновагу.

Розрахунок коефіцієнта теплопровідності: Використовуючи відомі фізичні параметри приладу (товщина, площа перерізу) та виміряні значення температурного градієнту, можна визначити коефіцієнт теплопровідності за формулою:

де:

•κ - коефіцієнт теплопровідності,

•Q - теплова потужність,

•L - довжина приладу,

•A - площа перерізу приладу,

•ΔT - різниця в температурі вздовж приладу.

Виконав: студент 4 курсу групи ЕЕЕ-20001б Ткаченко Д.Д.