Реферат Исследование коэффициента теплоизоляционного материала
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего
от 25%

Подписываем
договор
- ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
2.1 Цель работы.
Целью лабораторной работы является экспериментальное определение коэффициента теплопроводности шнурового асбеста и установление зависимости указанного коэффициента от температуры.
2.2 Основные понятия и определения.
Согласно основному закону теплопроводности (закону Фурье) тепловой поток Q, передаваемый в процессе теплопроводности, пропорционален градиенту температуры и поверхности теплообмена
где:
направлении нормали к изотермической поверхности), К/м;
F – поверхность теплообмена, м2 ;
Коэффициент теплопроводности
где q – плотность теплового потока (q = Q/F), Вт/ м2.
Коэффициент теплопроводности является физическим параметром вещества и, в общем случае, зависит от температуры, давления и рода вещества.
Коэффициент теплопроводности в газах зависит в основном от скорости движения молекул, которая, в свою очередь, возрастает с увеличением температуры. В результате с ростом температуры коэффициент теплопроводности газов увеличивается. Например, при изменении температуры от 0 до 300 С значение коэффициента теплопроводности воздуха изменяется в пределах от 0,020 до 0,045 Вт/(м К). При комнатной температуре для воздуха
У жидкостей коэффициент теплопроводности, как правило, меньше 1Вт/(м К). Вода является одним из лучших жидких проводников тепла для нее
В металлах теплопроводность обеспечивается за счет теплового движения электронов. Теплопроводность металлов много выше, чем газов и жидкостей. Наибольшим коэффициентом теплопроводности обладает серебро и медь:
Коэффициент теплопроводности неметаллических твердых материалов обычно ниже 10 Вт/(м К). Теплоизоляционные и многие строительные материалы (кирпич, бетон, дерево и др.), обладают пористым строением, имеют сравнительно низкие коэффициенты теплопроводности – 0,02…2,0 Вт/(м К).
Коэффициент теплопроводности для различных материалов обычно определяют экспериментально, с использованием различных методов.
2.3 Установка для определения коэффициента теплопроводности.
В данной работе коэффициент теплопроводности шнурового асбеста определяется методом цилиндрической трубы.
Уравнение Фурье для цилиндрического стержня имеет вид
где
F – поверхность теплообмена (
d – диаметр стержня;
После дифференцирования уравнения (1.1) и разделения переменных можно получить выражение для определения коэффициента теплопроводности
где
имеющий форму трубы, м;
или С.
Таким образом, для расчета коэффициента
Схема лабораторной установки приведена на рис. 1.1. Установка состоит из латунной трубки 1, покрытой слоем шнурового асбеста 2. тепловой поток, проходящий через изучаемый теплоизоляционный материал (шнуровой асбест), создается с помощью спирального электрического нагревателя 3, находящегося внутри латунной трубки. Мощность нагревателя, а следовательно, и величина теплового потока, регулируется лабораторным автотрансформатором 4 и определяется с помощью вольтметра 5 и амперметра 6. на внутренней и наружной поверхностях теплоизоляционного материала установлены “горячие” спаи 7 термопар. “Холодные” спаи 8 выведены внутрь стенда и имеют комнатную температуру t0. Измерение термо-э.д.с. между “горячими” и “холодными” спаями термопар производится с помощью милливольтметра 9. Для измерения температуры на внутренней поверхности
Количество тепла, выделяемое электрическим нагревателем (величина теплового потока) определяется из выражения (в ВТ)
где J – величина тока, проходящего через спираль нагревателя, А;
U – падение напряжения на нагревателе, В.
Температура
где z – число делений на шкале милливольтметра при измерении температуры
t0 – температура воздуха в лаборатории, 0С.
Температура
Значения
1.4. Порядок выполнения работы
Лабораторную работу необходимо выполнить в следующей последовательности:
1) выключатель 11 (см. рис. 1.1) перевести в положение “включено”;
2) небольшим поворотом ручки автотрансформатора 4 установить величину тока в цепи нагревателя в пределах 0,4…0,5 А;
3) после установления стационарного теплового режима (через 30…40 минут после включения электронагревателя) произвести измерения температур на внутренней и наружной поверхностях теплоизолятора с помощью милливольтметра 9. Результаты измерений занести в протокол (см. табл. 1.1).
4) с помощью автотрансформатора установить величину тока в цепи нагревателя в пределах 0,6…0,7 А. После установления стационарного теплового режима необходимо вновь произвести измерения и результаты занести в протокол;
5) по окончании измерений вращением ручки автотрансформатора против часовой стрелки установить напряжение и ток в цепи нагревателя равным нулю, выключатель 11 стенда поставить в положение “выключено”.
Таблица 1.1
Протокол испытаний
Режим | Ток и напряжение в цепи нагревателя | Показания милливольтметра | Размеры теплоизоляционной цилиндрической трубы | Комнатная температура | ||||
J, А | U, B | | | | | | t0, 0С | |
1 | 0,74 | 91 | 21 | 14 | 0,026 | 0,034 | 0,7 | 20 |
1.5. Обработка результатов измерений
В процессе обработки результатов измерений для каждого необходимо рассчитать значения Q,
Полученные значения
В заключение необходимо построить график зависимости коэффициента теплопроводности