5.4 Вимоги до звіту
Звіт повинний містити:
1. Титульний лист по установленій формі.
2. Назва і ціль роботи.
3. Стислу теоретичну частину.
4. Принципову схему досвідченої установки і її стислий опис.
5. Результати вимірів, дані, отримані за допомогою Jd - діаграми і розраховані ( у виді таблиці).
6. Зображення процесів нагрівання і сушіння на Jd - діаграмі.
7. Аналіз отриманих результатів і висновків про роботу.
Контрольні питання
1. Що називається вологим повітрям?
2. Що таке насичене і ненасичене повітря?
3. Що називається абсолютною вологістю, вологоємкістю і відносною вологістю повітря?
4. Що таке температура точки роси?
5. В яких межах змінюється відносна вологість ?
6. Для яких цілей використовуються гігрометр і психрометр ?
7. Як розраховуються параметри вологого повітря ?
8. Як визначаються щільність і ентальпія вологого повітря ?
9. Опишіть Jd - діаграму вологого повітря.
10. Які лінії зображуються на Jd - діаграмі ?
37
Лабораторна робота 6 визначення коефіцієнта теплопровідності твердого тіла
Ціль роботи - вивчення методики експериментального визначення коефіцієнта теплопровідності твердих тіл за допомо-гою тепломіра (теплового поясу) і закріплення теоретичних знань по поділам «Теплопровідність».
6.1 Загальны вказывки
Перед виконанням лабораторної роботи вивчите дійсні вказівки, відповідні поділи, літературу, що рекомендується [4,5], підготуйте відповіді на контрольні питання і заготовте бланк звіту.
Для проведення дійсної роботи необхідно знати такі основні положення.
Теплопровідність - це процес поширення енергії між частками тіла, що знаходяться один з одним у зіткненні й маючі різно-манітні температури. Якщо температура тіла є функція координат і часу, то температурне поле буде нестаціонарним, тобто залежить від часу:
t
= f (x, y, z, τ);
t /
τ ≠ 0. (6.1)
Якщо температура тіла є функція тільки координат і не змінюється з часом, то температурне поле буде стаціонарним
t
= f (x, y, z);
t /
τ = 0. (6.2)
На практиці зустрічаються задачі, коли температура тіла є функцією однієї координати, тоді рівняння одномірного температурного поля:
стаціонарного
t = f (x);
t /
τ = 0 і
t
/
y =
t
/
z = 0; 6.3)
нестаціонарного
t = f (x, τ);
t /
τ ≠ 0 і
t /
y =
t /
z = 0(6.4)
Задача про перенос теплоти у стінці, у якої довжину і ширину можна вважати нескінченно великими в порівнянні з товщиною, є одномірною.
Межа відношення зміни температури Δ t до відстані між ізотермами по нормалі Δ n, коли Δ n ринеться до нуля, називають градіентом температури (К/м):
gradt
= lim | Δ t/ Δ n | Δ
n → 0
=
t /
n. (6.5)
Зв'язок між кількістю теплоти d Q, що проходить через елементарну площадку d F, розташовану на ізотермній поверхні, за проміжок часу d τ, і градіентом температури встановлюється рівнянням Фур'є
d
Q = -λ d F gradt d τ = -λ d F d τ (
t /
n). (6.6)
Кількість теплоти (Дж), минулої в одиницю часу через довільну повер-хню F, називають тепловим потоком (Вт)
d
Q Т
= -λ d F (
t /
n). (6.7 )
Кількість теплоти (Дж), що проходить через одиницю ізотермної поверхні (м2) в одиницю часу (с), називають щільністю теплового потоку (Вт/м2)
q
=
(6.8)
Для одношарової плоскої стінки щільність теплового потоку визначається по формулі
(6.9)
де δ - товщина стінки, м;
λ - коефіцієнт теплопровідності , Вт / (м·К).
Варто знати, що коефіцієнт теплопровідності є фізичний параметр речовини, що характеризує його спроможність прово-дити теплоту. Числове значення коефіцієнта теплопровідності виз-начає кількість теплоти (Дж), що проходить через одиницю ізо-термної поверхні (м2) в одиницю часу (с) і при різниці температур в один градус на одиницю довжини (gradt = 1). У загальному випадку коефіцієнт теплопровідності залежить від структури, щільності, температури, вологості, тиску. Кращими провідниками теплоти є метали, у котрих λ змінюється від 3 до 458 Вт / (м.К), для теплоізоляційних і будівельних матеріалів - у межах від 0,02 до 3,0; для краплинних рідин - у межах від 0,08 до 0,65; для газів - від 0,005 до 0,6 Вт/ (м.К). Залежність коефіцієнта теплопровідності від температури така:
Для чистих металів (за винятком алюмінію) із зростанням температури λ убуває; для теплоізоляційних і будівельних матеріа-лів при підвищенні температури λ зростає; λ більшості краплинних рідин із підвищенням температури убуває, а λ газів при підви-щенні температури зростає. Від тиску λ краплинних рідин і газів практично не залежить. Великий вплив на λ робить вологість матеріалу: із її збільшенням коефіцієнт теплопровідності значно зростає.