Pomiary przewodności cieplnej izolatorów-opracowanie

Nasza ocena:

3
Pobrań: 70
Wyświetleń: 637
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Pomiary przewodności cieplnej izolatorów-opracowanie - strona 1 Pomiary przewodności cieplnej izolatorów-opracowanie - strona 2 Pomiary przewodności cieplnej izolatorów-opracowanie - strona 3

Fragment notatki:

Ćwiczenie 28
POMIAR PRZEWODNOŚCI CIEPLNEJ IZOLATORÓW
Cel ćwiczenia: Zapoznanie ćwiczących z zagadnieniami przenoszenia ciepła: podstawowymi jego mechanizmami, metodą pomiaru przewodności cieplnej izolatorów, pomiar współczynnika przewodności cieplnej izolatora.
Zagadnienia: transport ciepła, przewodzenie, promieniowanie, konwekcja, mechanizmy przewodzenia ciepła w ciałach stałych, współczynnik przewodności cieplnej.
28.1. Wprowadzenie
Jeżeli pomiędzy różnymi ciałami lub elementami tego samego ciała powstanie różnica temperatur to następuje samorzutny przepływ ciepła w kierunku obszaru o niższej temperaturze, trwa on do chwili, gdy temperatury wyrównają się.
Istnieją trzy sposoby przenoszenia ciepła:
a. przez promieniowanie
b. przez konwekcję (unoszenie)
c. przez przewodzenie
Wymiana ciepła przez promieniowanie polega na emisji promieniowania elektromagnetycznego wytworzonego kosztem ciepła oraz na powstaniu ciepła kosztem energii promieniowania.
Wszystkie ciała mające temperaturę powyżej 0 K są źródłami promieniowania. W miarę wzrostu temperatury ciała, długość fali
1
emitowanego promieniowania odpowiadająca maksimum jego natężenia przesuwa się w stronę fal krótszych (prawo przesunięć Wiena).
Natężenie promieniowania emitowanego przez dane ciało związane jest z jego zdolnością absorpcyjną, która określa jaką część energii padającego promieniowania pochłania ciało.
Oznaczając przez M(T) moc wypromieniowaną przez jednostkę
powierzchni ciała, czyli jego zdolność emisyjną, a przez α(T) zdolność
absorpcyjną można dla określonej temperatury napisać relację
M (T ) =
α(T )
Mcz (T ) , (28.1)
gdzie T jest temperaturą w skali bezwzględnej.
Stosunek ten jest równy zdolności emisyjnej ciała doskonale czarnego, dla
którego
α(R) = 1 . Ciało doskonale czarne całkowicie pochłania padające
nań promieniowanie. Obliczenia teoretyczne jak i badania doświadczalne wykazały, że
M (T ) = σT 4 , (28.2)
przy czym σ= 5,75⋅10−8
W / m2 K4 .
Dla ciała nieczarnego α(T )

(…)


ilość ciepła
przewodzona przez badanej płytkę jest równa ilości ciepła traconej przez boczną i dolną powierzchnię płyty mosiężnej można napisać
2 T − T
πr 2 + 2πrd
skąd
6
Kπr1
1 2 =
d1
2πr 2 + 2πrd
mcn, ,
K = mcnd1 (r + 2d )
2πr 2 (T − T )(r + d )
. . (28.9)
Wzór (28.9) został wyprowadzony, przy założeniu, że strumień ciepła jest prostopadły do powierzchni badanej płytki. Warunek ten jest spełniony jedynie częściowo ze względu na wypromieniowywanie ciepła z brzegów badanej płytki.
Szybkość stygnięcia mosiężnej płytki w stanie stacjonarnym może być
nieco różna od wyznaczonej doświadczalnie, ze względu na większy wpływ
prądów konwekcyjnych na stygnięcie powierzchni górnej płytki
P2 niż
dolnej. Ponadto założenie proporcjonalności wypromieniowanego ciepła do wielkości powierzchni jest pewnym…
… w stanie stacjonarnym wyrazi się wzorem
Q = KS T1 − T2 ,
d1
, (28.5)
k - współczynnik przewodności cieplnej, oznacza ilość ciepła przechodzącą w jednostce czasu przez jednostkę powierzchni przy jednostkowym gradiencie temperatury (różnica temperatury 1 K przypada na jednostkę grubości).
Z mikroskopowego punktu widzenia przewodzenie ciepła w ciałach stałych odbywa się poprzez drgania sieci krystalicznej…
… i mosiężna są okrągłe. Płyty wraz z puszką ogrzewane są za pomocą ultratermostatu Hoepplera. Mosiężna płyta opiera się na trzech izolowanych nóżkach, na niej położona jest badana płytka, a następnie
mosiężna puszka, która za pomocą gumowego węża połączona jest z ultratermostatem. W dnie puszki oraz w mosiężnej płycie znajdują
się spojenia termopary (w
Rys. 28.1.
Układ płyt do pomiaru przewodności cieplnej…
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz