Теоретические основы теплотехники. Методические указания - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

3,4
3,6
3,8
4
4,2
4,4
4,6
4,8
5
0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500
τ
,
c
ln(100Е
т
),
1/1
Первый опыт
Второй опыт
А
1
В
1
А
2
В
2
•
•
•
•
Рис. 2 Термограммы охлаждения в полулогарифмических координатах
11
11
1
lnln
AB
BA
m
τ−τ
−
=
,
22
22
2
lnln
AB
BA
m
τ−τ
−
= ,
где
1
A
τ
и
1
B
τ
(
2
A
τ
и
2
B
τ
) – моменты начала и конца регулярного режима. Значения m
1
и m
2
не должны различать-
ся более чем на 3 %.
3 Находятся средние значения толщины δ
о
, диаметра D
о
и темпа охлаждения
)(50
21
mmm
+
=
, .
4 Коэффициент теплопроводности λ образца рассчитывают по формуле
к
RR −
δ
=λ , (1)
где δ – средняя толщина образцов, м; R – термическое сопротивление образца, м
2
К/Вт; R
к
– контактное терми-
ческое сопротивление между соприкасающимися поверхностями образца, ядра и прижимного блока, м
2
К/Вт.
Величина R
к
является одной из констант прибора и определяется калибровкой бикалориметра по образцовым
материалам (так называют материалы со стабильными по времени и точно измеренными величинами коэффи-
циента λ). По паспорту прибора БП-63 R
к
= 0,0045 м
2
⋅К/Дж.
Параметр R для плоского бикалориметра зависит от темпа охлаждения m и от размеров и масс деталей би-
калориметра, которые учитываются рядом постоянных прибора, определяемых экспериментально или расчетом
для каждого конкретного прибора. Итак
А)Б(Ф
1
−
=
mf
R
, (2)
где А – постоянная прибора, определяющая потери тепла ядром через боковую поверхность. Определена экспе-
риментально калибровкой по материалу с известной теплопроводностью λ, А = 0,89 ⋅ 10
–4
, 1/с. Безразмерный
параметр Б зависит от объемной теплоемкости исследуемого материала и находится по формуле
НГ1
1
Б
+
=
, (3)
где Г – параметр формы: Г = 2S/3С; Н – величина, определяемая свойствами образца: Н = δс
x
ρ
x
(с
x
– удельная
теплоемкость исследуемого материала, Дж/(кг⋅К), ρ
x
– плотность исследуемого материала, кг/м
3
). Постоянная
прибора Ф определяется по формуле
)2(Ф SС
=
,
где С – полная теплоемкость ядра, Дж/К; S – боковая поверхность ядра, соприкасающаяся с образцом, м
2
. Для
бикалориметра ПБ-63 С = 321 Дж/К; S = 0,0113 м
2
и Ф = 14100 Дж/(м
2
⋅К). Фактор рассеяния теплового потока
через кольцевые прокладки f определяется по эмпирической формуле:
2
2
1
60
40
δ
+
+=
D
f
,
,
, (4)
где D = 0,12 м – диаметр ядра.
С учетом приведенных значений констант прибора формулы (3) и (2) принимают вид
Н102,341
1
Б
5−
⋅+
=
; (5)
()
4
3
100,89Б/1,14
10
−
−
⋅−⋅
=
mf
R
. (6)
Теперь понятна методика обработки результатов эксперимента: сначала по массе образца m
o
и его разме-
рам δ и D
о
находится плотность исследуемого материала
δπ
=ρ
2
о
o
4
D
m
x
,

Страницы