Техническая термодинамика и теплопередача. Васьков Е.Т. - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

34
35
(нагревания) называется регулярным тепловым режимом.
В этой стадии изменение температуры тела во времени при посто-
янной температуре среды и при Dof подчиняется следующему закону:
4 = AUe
–mW
, (6.2)
где 4 – избыточная температура тела (отсчитанная от температуры сре-
ды); А – постоянная, зависящая от начальных температур образца и сре-
ды; U – функция координат физических свойств и условий теплообмена;
е – основание натуральных логарифмов; W – время от начала охлажде-
ния; т – темп охлаждения, зависящий от свойств и размеров образца.
Темп охлаждения
характеризует относительную скорость изменения тем-
пературы и для всех точек образца одинаков. Из уравнения (6.2) можно
получить равенство
ln 4 = – тW + с, (6.3)
т. е. логарифм избыточной температуры изменяется по линейному зако-
ну, причем и скорость изменения логарифма избыточной температуры
изменяется по линейному закону. Темп охлаждения
m
W4
4w )(ln
. (6.4)
Из выражения (6.4) видно, что темп охлаждения m, 1/с, может
быть найден в виде
E
WW
44w
Ww
4w
tg
12
21
ln)(ln
m
, (6.5)
где 4
1
и 4
2
– избыточные температуры, измеренные в моменты времени
W
1
и W
2
, и представлен в виде графика (см. рис. 6.1).
На рис. 6.1 построены в координатах ln 4 и W кривые охлаждения
с начальными избыточными температурами 4c и 4s для двух различных
точек образца.
Лабораторная работа № 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА
ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
МЕТОДОМ РЕГУЛЯРНОГО РЕЖИМА
Сущность метода
Коэффициент температуропроводности является теплофизической
величиной и определяется комплексом величин:
U
O
p
c
a
, (6.1)
где а – коэффициент температуропроводности, м
2
/с; O – коэффициент
теплопроводности, Вт/ (мК); с
р
– массовая изобарная теплоемкость,
Дж/(кгК); U – плотность, кг/м
3
.
Зная, например, с
р
и U, по измеренному а можно вычислить коэф-
фициент теплопроводности.
Определение коэффициента температуропроводности основано на
теории регулярного режима, разработанного Г. М. Кондратьевым. Сущ-
ность метода состоит в том, что в исследуемом образце создается неста-
ционарный тепловой режим, т. е. образец нагревается или охлаждается.
Процессы нагревания и охлаждения описываются одинаковыми мате-
матическими
уравнениями. Далее будут рассматриваться лишь процес-
сы охлаждения.
Охлаждение однородного, изотропного и равномерно нагретого тела
в среде с постоянной температурой проходит в два этапа.
В первый этап процесс охлаждения проходит неупорядоченно, рас-
пределение температуры в образце определяется в основном его началь-
ным состоянием.
Во втором этапе охлаждения распределение температуры не зави-
сит от начального теплового состояния тела и определяется физически-
ми свойствами, геометрической формой и размерами исследуемого об-
разца, а также условиями теплообмена его с окружающей средой. Со-
гласно теории коэффициент теплоотдачи от тела к среде должен быть
весьма большим.
По истечении некоторого промежутка времени процесс охлажде-
ния становится упорядоченным, регулярным. Эта
стадия охлаждения

Страницы