Методика обробки експериментальних даних

1. За експериментальними даними будується графік  для зовнішньої або внутрішньої термопар і на лінійній ділянці графіка у області регулярного режиму беруться розрахункові точки 1 і 2 (див. рис. 2.1).

2. Визначається за формулою (2.7) темп охолодження.

3. Визначається коефіцієнт температуропровідності, м²/с, 

,

де  – радіус кулі, м,; – коефіцієнт, що залежить від характеристик середовища, у якому охолоджується тіло (для повітря  = 16).

4. Визначається коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м · К),

і порівнюється зі значенням  для вуглецевої сталі [1, 3, 6].

5. За дослідними даними будується графік залежності температури зразка від часу  = f (t). Для цього температури усередині  і на поверхні  акалориметра (див. протокол експериментальних даних) осереднюються плавною кривою, що дає наочне уявлення про характер зміни температури кулі при охолодженні (рис. 2.5).

6. На кривій вибираються дві точки 1 і 2 і визначається кількість теплоти, що віддається у процесі охолодження на ділянці 1 - 2, Дж,

,

де – об'єм кулі, м³, ;  і  – відповідно температури у точках 1 і 2 кривої, ^оС, які знімають з графіка.

7. Розраховується кількість теплоти , Дж, що віддається кулею випромінюванням за той же період. Для визначення  ділянку 1 - 2 (див. рис. 2.5) розбивається на декілька рівних частин (наприклад, на 10) і розрахунок проводиться у табличній формі. При цьому довжина i -ї частини

 с.

8. Визначається середній у процесі охолодження на ділянці 1 - 2 коефіцієнт конвективної тепловіддачі, Вт/(м² К),

 , 

де – середня різниця температур у процесі охолодження, К,

;

 – площа поверхня кулі, м², .

Зміст звіту по роботі

1. Короткі відомості з теорії нестаціонарної теплопровідності.

2. Принципова схема установки з зазначенням їїелементів.

3. Протокол вимірювань.

4. Графіки залежностей  і  = f (t).

5. Обробка результатів вимірювань.

6. Зіставлення отриманих результатів із довідковими даними.

7. Висновки.

Контрольні питання

1. Що таке нестаціонарний процес теплопровідності?

2. Як записується у загальному виді безрозмірне рівняння для нестаціонарного температурного поля?

3. Які критерії визначають подібність температурних полів при нестаціонарній теплопровідності?

4. Який режим називається регулярним? Як описується розподіл температур у часі при регулярному режимі?

5. Що характеризує темп охолодження, від чого він залежить і як визначається?

6. Який вид має температурне поле при  і ?

7. Які властивості тіл характеризують коефіцієнти теплопровідності і температуропровідности і від чого вони залежать?

                                                              

Таблиця. Розрахунок кількості теплоти , що віддається кулею випромінюванням під час охолодження

 

№ ділянки	Абсолютна температура, К			Теплота, яка віддається випромінюванням на ділянці Dt i, Дж
	на початку ділянки	на кінці ділянки
1	2	3	4	5
1 2 … 10

           

Примітка. Ступінь чорноти кулі  = 0,8.

 

КОНВЕКТИВНИЙ ТЕПЛООБМІН

Лабораторна робота 3.1