3. Послідовність роботи на установці
І. Після дозволу на самостійне виконання лабораторної роботи вивчити експериментальну установку, перевірити правильність вмикання вимірювальних приладів.
2. Поворотом ручки вимикача І подати електроживлення на стенд. Має загорітися сигнальна лампа 2 /див. рис. З/.
3. Ввімкнути тумблер на корпусі вимірювального блока 6. Регулятором напруги 3 встановити по шкалі ватметра 5 потужність нагрівача 10 Вт.
4. Ввімкнути нагрівач термостата 10 натискуванням кнопки "Сеть" на передній панелі корпуса. Встановити температурний режим термостатування натискуванням кнопки "25". Ввімкнути насос натисканням відповідної кнопки.
5. Відкрити вентиль напорної магістралі водопроводу для забезпечення водного охолодження корпусу вимірювального блока.
6. Ввімкнути мілівольтметр 4 натискуванням кнопки "Сеть" на його лицевій панелі.
7. Поворотом маховика головки вимірювального блока 6 проти руху годинникової стрілки притискати еластичні пластинки доти, поки стрілка індикатора вертикальних переміщень не зупиниться. Встановити нульову поділку шкали індикатора проти стрілки. Розсунути еластичні пластинки на 8...9 мм поворотом маховика за рухом годинникової стрілки. В утвореному зазорі встановити зразок 7 і поворотом маховика у зворотний бік затиснути його між еластичними пластинами /стрілка індикатора має зупинитися/. Визначити й записати товщину зразка.
8. Дочекатися стаціонарного режиму, коли температура й тепловий потік не змінюватимуться з часом. На практиці для даної установки це відповідає умові: зміна температури на поверхнях зразка не повинна перевищувати О,І,..0,2 К у хвилину /0,4...О,8 мкВ/хв/. Записати в табл. І значення N і tХ.С
9. Виміряти покази термопар і датчика теплового потоку, використовуючи перемикач 9. Нульовому положенню перемикача відповідає підключення до мілівольтметра датчика теплового потоку е0 , першому - диференціальної термопари е1, , другому - термопари з боку нагрівача е2 , третьому - термопари з боку холодильника е3 . Результати занести в табл. І. З інтервалом 3...5 хв провести ще кілька вимірювань. Одночасно з вимірюваннями розрахувати значення t, λ, τ і записати в табл. 2. Досліди закінчити, коли здобуто дані, що репродукуються у трьох вимірюваннях /різниця в значеннях не повинна перевищувати 0,2...0,5%/,
10. Якщо в досліді температура зразка підвищувалась, необхідно зменшити потужність нагрівача на 0,5 Вт. Якщо ж температура зменшувалась, підвищити потужність нагрівача на 0,5 Вт.
11. Дочекатися встановлення режиму і відповідно до пп.8 і 9 провести вимірювання.
12. Замінити зразок відповідно до пункту 7. ІЗ. Дочекатися встановлення режиму і провести вимірювання на другому зразку.
14. Занести в табл. І з паспорта приладу його номер і значення коефіцієнта К1 , що відповідає переведенню показів датчика теплового потоку, з мілівольт у ват на метр квадратний. Визначити діаметр зразків.
15. Таблицю результатів вимірювань подати викладачу для підпису.
16. Вимкнути установку, для чого регулятором напруги 3 /див. рис. З/ знизити потужність до 0 Вт; вимкнути вимірювальний блок 6, насос і нагрівач термостата 10, мілівольтметр 4;знеструмити стенд вимикачем І; вийняти зразок 7 із вимірювального блока 6 і стиснути еластичні пластини поворотом маховика головки вимірювального блока.
4. Обробка результатів
Перевести покази датчика теплового потоку, Вт/м2: q=K1e0
Перевести покази диференціальної хромель-алюмелевої термопари,°С: Δt=e1 /0.041
Перевести покази хромель-алюмелевих термопар, °С:
t1 =e2/0.041 + tХ.С
t2 =e3/0.041 + tХ.С
За формулою 3 розрахувати коефіцієнт теплопровідності, Значення Н повинно бути у метрах.
ТаблицяІ Результати вимірювань.
|
№ п/п |
матеріал |
Діаметр D,мм |
Покази приладів |
Підпис викладача |
||||||
|
Мікро-метра Н, мм |
Мілівольт-метра,мВ |
Терм.холод. спаїв tХ.С , °С |
Ватметра N,Вт |
|||||||
|
е0 |
е1 |
е2 |
е3 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Середня температура зразка, °С: t1=0.5(t1 +t2)
Питомий термічний опір матеріалу, К-м 2/Вт: r=H/λ
Термічний опір зразка, К/Вт: R=Δt/Q=Δt/qF
Середнє значення коефіцієнта теплопровідності й температури:
;
/ n - число вимірювань кожного зразка/.
Оформити в протоколі розрахунки. Результати обчислень занести до табл. 2.
Таблиця 2 Результати обробки
|
№п/п |
q, Вт/м2 |
t0, °С |
t1, °С |
t2, °С |
ti, °С |
λ, Вт/(м°С) |
r ,Км2/Вт |
R, к/Вт |
Σ0 (λ) |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Середнє |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
середнє |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
