5.4.3. Экспериментальная установка

Экспериментальная установка, принципиальная схема которой изображена на рис. 5.1, предназначена для определения коэффициентов теплопроводности двух различных материалов. Она состоит из двух элементов, которые отличаются один от другого только материалом испытуемой изоляции, поэтому в дальнейшем будет описано устройство лишь одного элемента. Он представляет собой медную трубу (13) наружным диаметром d₁=12 мм и длиной L=350 мм, на которую нанесен слой испытуемой изоляции (14) диаметром d₂=24мм. Внутри трубы помещена спираль (15), по которой пропускается электрический ток, служащий источником тепла. Все выделяющееся тепло Q передается через цилиндрическую поверхность испытуемой изоляции. Величина Q определяется по показаниям вольтметра и амперметра и для каждого из двух элементов равна:

, [Вт]. (5.6)

4.4.4. Порядок проведения опытов и обработка результатов эксперимента

Измерение температуры исследуемых материалов производится при помощи термопар (1-12). Горячие спаи термопар заложены на внутренней (№№ 1, 2, 3 в первом элементе и №№ 7, 8, 9 во втором элементе) и наружной (№№ 4, 5, 6 в первом элементе, и №№ 10, 11, 12 во втором элементе) поверхностях испытуемого материала. Переключение термопар производится переключателем (17). Результаты замеров вносятся в журнал наблюдений (табл. 5.1)

Убедившись, что режим работы установки стационарный (установившийся), провести после этого не менее 3-х замеров с интервалом 1-2 минуты.

Следующий опыт проводится аналогично первому при другом температурном режиме, для этого изменяют мощность тока. Замеры на 2-ом режиме начинают через 3-5 мин, после смены режима. Определение коэффициента теплопроводности производится по формуле (5.5).

Для выяснения зависимости коэффициента теплопроводности от температуры необходимо построить два графика _ср = f(t_ср), где для различных элементов 2-х режимов.

Рис. 5.1. Схема лабораторной установки

5.4.5. Содержание отчета

1. Задание.

2. Журналы наблюдений.

3. Обработка результатов опытов.

4. График зависимости коэффициентов теплопроводности от средней температуры исследуемых материалов.

5. Сравнение полученных результатов с литературными данными и между собой.

Таблица 5.1

Журнал наблюдений к работе №1

			Режим 1
			Элемент 1			Элемент 2
			Замер 1	Замер 2	Замер 3	Замер 1	Замер 2	Замер 3
Напряжение на нагревателе, U
Сила тока на нагревателе, I
Тепловой поток Q=UI/2
Темпера-туры на внутрен-ней поверх-ности изоляции	Номера термопар
	Эл. 1	Эл. 2
	1	7
	3	9
	5	11
Среднее значение t1	Температуры
Темпера-туры на внешней поверх-ности изоляции	Номера термопар
	Эл. 1	Эл. 2
	2	8
	4	10
	6	12
Среднее значение температуры t2
Расчет коэффициента теплопроводности 