Визначення теплопровідності за допомогою регулярного режиму 2-го роду

_{Цей метод передбачає лінійну зміну температури зразка в часі, тобто}

- швидкість нагріву чи охолодження зразка.

При регулярному режимі 2-го роду швидкість зміни температури усіх точок однакова. Якщо забезпечити, то можна буде розрахувати значення коефіцієнта температуропровідності:

- пів товщина зразка;

- відстань від внутрішньої термопари до осі зразка;

- коефіцієнт форми.

Недолік цього методу - дуже складно підтримувати лінійність розігріву цього зразка.

Ідея динамічного методу полягає в тому, що можна пов'язати теплофізичні властивості із величиною відставання температури однієї точки тіла від температури іншої точки при його монотонному нагріванні.

Особливості дослідження теплопровідності рідин і газів

Врахування конвекції

За наявності градієнта температури в шарі рідини чи газу обов'язково з'являться конвективні струми, і при цьому буде існувати конвективний теплообмін, тобто буде існувати як передача теплоти теплопровідністю, так і за рахунок конвекції. Тому при дослідженні рідин і газів прагнуть того, щоб товщина шару була, по-можливості, менше. На практиці для того щоб забезпечити сталість товщини шару, його товщина не може бути менше 2-5 мм. А вцілому при конструюванні установки добиваються виконання залежності Якщо такі умови забезпечуються, то впливом конвективного теплообміну можна знехтувати. Ефективним методом зниження впливу конвекції є зниженняАле при цьому треба пам'ятати, що зниженняпризводить до погіршення передачі теплоти і можуть мати місце великі помилки.

Врахування передачі теплоти випромінюванням

Якщо є шар рідини або газу та то можна записати:

Відповідно до закону Стефана-Больцмана:

Визначення теплопровідності газів за методом нагрітої нитки

1 - центральна нагріта нитка, виготовлена ​​з платини і є платиновим термометром опору;

2 - капіляр / кварцова трубка;

3 - робоча камера високого тиску;

4 - струмопідводи;

5 - розтяжки;

6 - лінія вакуумування камери і заповнення її газом;

7 - платиновий термометр опору;

- довжина нитки;

- внутрішній радіус капіляра 2.

Калібрований дріт має діаметр 0.05 ... 1 мм.

Капіляр має діаметр 0.2 ... 3 мм.

У капіляр можуть міститися як досліджуваний газ так і рідина.

Еталонні опори необхідні для визначення сили струму.

Проведення досліду

З капіляра 2 відкачують повітря, а потім заповнюють 2 досліджуваним газом або рідиною. Заповнення відбувається під певним робочим тиском. У камері 3 створюється протитиск, що розвантажує стінки трубки 2. Одночасно подається живлення на зовнішній термометр 7 і на нитку 1. Після встановлення стаціонарного режиму при заданій температурі, а температура в камері 3 підтримується трохи нижче, ніж температура нитки 1, роблять наступні вимірювання:

1)- падіння напруги на нитки 1, виміряне потенціометром;

2)- падіння напруги на еталонному опорі;

3) - падіння напруги на зовнішньому платиновому термометрі 7.

Кількість теплоти виділена ниткою визначається як:

- приведений коефіцієнт;

- температура внутрішньої стінки трубки;

- температура нагрітої нитки.

Для визначенняіснує функція:

Перепад температур в стінці визначається як:

Знаючи, визначивши по опорувизначаємо.

Втрати в торцях нитки визначаються як:

Таким чином:

Недолік: трудомісткість центрування нагрітої нитки по осі капіляра 2.