Из уравнений (14) или (15) определяется температура в сечении
или
(17)
(18)
Разность температур поверхности и центра (r/R=0) равна
(19)
Таким образом пользуясь формулами (14), или (15), или (16) и рисунками 5.2 или 5.3, определяют температуры в любой точке тела через заданные промежутки времени.
Результаты расчета представляют в виде таблицы и графика.
Таблица 1 Результаты расчета
τ, мин |
|
r/R=0 |
r/R=0,2 |
r/R=0,4 |
r/R=0,6 |
r/R=0,8 |
|||||||||||||||||||||
Ф1 |
Ф2 |
t |
Ф1 |
Ф2 |
t |
Ф1 |
Ф2 |
t |
Ф1 |
Ф2 |
t |
Ф1 |
Ф2 |
t |
|||||||||||||
5 10 15 20 25 30 ... |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Для определения времени, за которое температура середины тела изменится от значения t0 до t, решается обратная задача.
Сначала определяется функция Ф1 или Ф2, а затем из графиков (рисунок 5.2 или 5.3) находится критерий .
Вычисленные температура t или время τ сравниваются с соответствующими опытными данными.
Определение продолжительности выдержки
Под продолжительностью выдержки понимают время, необходимое для достижения заданной разности температуры поверхности и середины тела. Если начальную разность температуры поверхности и середины тела обозначить через Δto, а изменяющуюся через Δt, то отношение
(20)
можно назвать степенью выравнивания температур.
При
одном и том же отношении δ значение
функции Ф
для данного тела остается постоянными,
следовательно, величина
также остается
постоянной , т.е. при этих условиях
(21)
Постоянная m определяется из рисунка 5.4, тогда
.
Дать статистическую обработку полученных экспериментальных данных (приложение 1).
7. УКАЗАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА
При составлении отчета по проведенной лабораторной работе необходимо сформулировать цель работы, кратко изложить теоретическую часть, дать эскиз и описание установки, привести опытные данные, выполнить указанные расчеты. По опытным данным построить график изменения температуры поверхности tn, температуры центра tц, перепада температуры Δt в зависимости от времени.
По результатам расчета построить распределение температуры по сечению тела для фиксированного момента времени.
Цилиндрический образец изготовлен из эбонита или текстолита
Эбонит Текстолит
λ = 0.174 Вт/(м 0С) λ = 0.233…0.308 Вт/(м 0С)
c = 1.38 кДж/(кг 0С) c = 1.46 кДж/(кг 0С)
ρ = 1200 кг/м3 ρ = 1300кг/м3
Расчетный радиус R в данной работе принимается равным 0.021 м.
8. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Работать только с электропечами с изолированными нагревателями. Недопустимо быстрое опускание образца в сосуд с водой во избежание выплескивания.
Литература: [1], [2], [3].