- •А.Т. Манташов теплотехника Лабораторный практикум
- •Введение
- •1. Приборы и методы измерения величин в теплотехнических экспериментах
- •1.1. Сущность и виды измерений
- •1.2. Приборы
- •1.2.1. Измерение давления
- •1.2.2. Измерение температуры
- •1.2.3. Измерение расходов
- •1.2.4. Измерение тепловых потоков
- •Обработка результатов измерений
- •1.3.1. Табличный способ обработки
- •Графический способ обработки
- •1.3.3. Определение погрешности измеряемой величины
- •2. Лабораторные работы
- •2.1. Организационно – методические указания к выполнению лабораторных работ
- •2.1.1. Цель и порядок проведения лабораторных занятий
- •2.1.2. Требования к оформлению отчетов
- •2.1.3. Меры и правила безопасности при работе в лаборатории
- •2.2. Экспериментальная часть Лабораторная работа № 1 Теплотехнические измерения
- •Содержание работы
- •Устройство и принцип действия лабораторной установки
- •Экспериментальная часть работы
- •Исходные данные
- •Расчетная часть работы
- •Содержание отчета
- •Лабораторная работа №2 Исследование термодинамического процесса
- •Устройство и принцип работы лабораторной установки
- •Экспериментальная часть работы
- •Исходные данные
- •Расчетная часть работы
- •3. Провести термодинамический анализ экспериментального процесса расширения (или сжатия) воздуха в цилиндре, а именно:
- •Содержание отчета
- •По теме лабораторной работы необходимо знать:
- •Лабораторная работа № 3 Исследование истечения газа из канала
- •Содержание работы
- •Устройство и принцип действия лабораторной установки
- •Исходные данные
- •Расчетная часть
- •Содержание отчета
- •Лабораторная работа № 4 Определение коэффициента теплопроводности металла
- •Содержание работы:
- •Устройство и принцип работы лабораторной установки
- •Экспериментальная часть работы
- •Исходные данные
- •Расчетная часть работы
- •Содержание отчета
- •Лабораторная работа № 5. Исследование теплоотдачи в канале
- •Содержание работы
- •Устройство и принцип работы лабораторной установки
- •Экспериментальная часть работы
- •Расчетная часть работы
- •Содержание отчета
- •Лабораторная работа № 6 Определение характеристик влажного воздуха
- •Содержание работы
- •Оборудование и справочные материалы лабораторной работы Аспирационный психрометр
- •Проведение опыта
- •Обработка результатов опыта
- •Лабораторная работа № 7 Определение показателей поршневого компрессора Тема: «Компрессоры и холодильные установки»
- •Содержание работы
- •Устройство и работа компрессорной установки
- •Технические характеристики компрессорной установки
- •Проведение эксперимента
- •1. Запуск компрессорной установки проводить только в присутствии преподавателя!
- •2. Во время работы компрессора находиться кому-либо в плоскости вращающихся агрегатов категорически запрещается!
- •Расчет показателей компрессора
- •Лабораторная работа № 8
- •Экспериментальная часть работы
- •Исходные данные
- •Содержание отчета
- •Лабораторная работа № 9. Испытание отопительно-вентиляционного аппарата
- •Содержание работы
- •Устройство и принцип действия установки
- •Экспериментальная часть работы
- •Исходные данные
- •Расчетная часть работы
- •Содержание отчета
- •Лабораторная работа № 10 Определение теплоты сгорания топлив
- •Содержание работы
- •Устройство и принцип работы лабораторной установки
- •Исходные данные
- •Экспериментальная часть работы
- •Расчетная часть работы
- •Содержание отчета
- •Библиографический список
- •Приложение
- •Соотношения между единицами давления
- •Теплофизические свойства металлов и сплавов
Исходные данные
В лабораторной установке пластина эталона выполнена из материала Бр А5 (алюминиевая бронза состава: 95% Gu, 5% Al ), образец – из неизвестного сплава. Для эталонной пластины зависимость коэффициента теплопроводности от температуры выражается эмпирической формулой:
λ t = λ 0 + α t = 78 + 0, 07 t ( Bт/м ·К).
Геометрические размеры эталона и образца одинаковы.
Расчетная часть работы
В данной работе для экспериментального определения коэффициента теплопроводности используется метод пластины, который прост, но недостаточно точен. Метод пластины основан на применении расчетной формулы для теплового потока через плоскую стенку:
=F∆Т ,
где δ - толщина пластины, м;
∆T – разность температуры на поверхностях пластины , К.
Отсюда находим, что
λ = .
Следовательно, для опытного определения необходимо знать геометрические размеры пластины (ее площадь F и толщи-
ну ), перепад температуры Т по толщине пластины и величину теплового потока .
Для нахождения используется тот же метод, только теперь известными являются коэффициент теплопроводности и размеры другой пластины (назовем ее эталонной), находящейся в плотном контакте с исследуемой. По замеряемой величине перепада температур определяется величина:
эт = λэт Fэт .
При одинаковых площадях испытуемой и эталонной пластин и допущении, что потери тепла через торцы эталона и образца незначительны, можно записать равенство:
эт = .
Тогда коэффициент теплопроводности испытуемого материала определяется из выражения
λобр = λэm .
Так как в данной лабораторной установке толщины эталона и образца одинаковы, то выражение для расчета коэффициента теплопроводности образца при обозначении температуры по шкале Цельсия будет иметь вид:
λобр = λэm .
По результатам измерений вычислить значение λобр для трех степеней нагрева и построить график зависимости коэффициента теплопроводности образца от температуры.
Результаты испытаний и расчета свести в таблицу.
Т а б л и ц а 2.3
Данные исследования
Величина |
Степень нагрева | |||
слабый |
средний |
сильный | ||
Эталон (Бр А5) |
t1 |
|
|
|
t2 |
|
|
| |
tэт = t1 - t2 |
|
|
| |
t ср эт = (t1 + t2)/2 |
|
|
| |
эт |
|
|
| |
Образец (неизвестный сплав) |
t3 |
|
|
|
t4 |
|
|
| |
t обр. = t3 – t4 |
|
|
| |
t ср обр.= (t3 + t4)/2 |
|
|
| |
обр. |
|
|
|
Содержание отчета
Отчет оформляется согласно требованиям п. 2.1.2 настоящего пособия. Кроме оформленного заголовка отчет должен содержать:
1. Схему и состав лабораторной установки.
2. Исходные данные.
3. Результаты измерений и вычисления.
4. Таблицу расчетных данных для всех степеней нагрева.
5. График зависимости обр от температуры.
6. Выводы.
В выводах указывается ориентировочный состав сплава образца на основании полученного графика и графика 1 из приложения.
Контрольные вопросы по теме лабораторной работы
1. Назовите назначение и состав лабораторной установки.
2. Перечислите порядок обработки экспериментальных данных.
3. Что понимается под теплообменом и какие виды теплообмена Вам известны?
4. Поясните, что понимается под температурным полем?
5. Дайте определение градиента температуры.
6. Запишите основной закон теплопроводности и проанализируйте его.
7. Раскройте физическую сущность коэффициента теплопроводности.
8. Перечислите, как осуществляется передача тепла теплопроводностью в металлах, жидких и газообразных телах.
9. Запишите и проанализируйте дифференциальное уравнение теплопроводности.
10. Каков смысл коэффициента температуропроводности?
11. Сформулируйте условия однозначности.
12. Поясните, как изменяется температура по толщине плоской однослойной стенки.
13.Поясните, как изменяется температура по толщине плоской многослойной стенки.
14. Поясните суть метода плоских пластин.