Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Метода измерения






Установка ИТ–λ –400 состоит из блока питания и регулирования (БПР), блока измерительного (БИ) и микровольтметра.

БПР обеспечивает монотонный, со скоростью 0, 1 градус в секунду, нагрев измерительной ячейки.

БИ имеет измерительную ячейку (рис. 3.1), верхняя часть которой может подниматься по направляющей и отводится поворотом на 90º в сторону. Это позволяет заменить испытуемый образец. В конструкции предусмотрены каналы и отверстия для подачи жидкого азота при охлаждении ядра ячейки в область отрицательных температур.

На медном основании 1 установлены пластины термометра 2, пластина контактная 3 и образец 4. Образец сверху прижимают медным стержнем 5. Температуры измеряются хромель-алюмелевой термопарами 9, которые защищены стальными трубками.

Тепловой поток поступает от основания 1 через пластины 2, 3, образец 4 и поглощается стержнем 5.

Одновременно нагревателем разогревается охранный колпак 6 и поддерживаются адиабатические условия (нулевая разница температур и отсутствие теплопотери боковыми поверхностями) между деталями 2…5 и колпаком 6. размеры деталей подобраны так, чтобы тепловые потоки, аккумулируемые образцом, были в 10…30 раз меньше теплового потока, поглощаемого стержнем.

В этом случае, температурное поле образца 4 оказывается близким к линейному, стандартному и тепловой поток Ф0, проходящий через сечение образца, можно записать:

(3.3)

где q0 - перепад температур на образце, К;

А - площадь поперечного сечения образца, м²;

R0 - тепловое сопротивление образца, (м² ·К)/Вт;

Rк - тепловое сопротивление контактов между образцом и стержнем, образцом и пластиной, заделки термопар, (м² ·К)/Вт;

mo и mc - массы образца и стержня, кг;

co и cc - удельные теплоемкости образца и стержня, Дж/(кг·К)

- скорость разогрева измерительной ячейки, К/с.

Тепловой поток Фт, проходящий через среднее сечение пластины тепломера 2:

, (3.4)

где qт - перепад температуры на пластине тепломера, К;

кТ - тепловая проводимость пластины тепломера, Вт/К;

mТ и mк - массы пластин тепломера и контактной, кг;

сТ и ск - удельные теплоемкости пластин тепломера и контактной, Дж/(кг·К).

Рисунок 3.1 Схема измерительной ячейки прибора: 1 – основание тепломера; 2 – пластина тепломера; 3 – пластина контактная; 4 – образец; 5 – стержень; 6 – колпак охранный; 7 – прижим; 8 – нагреватели; 9 – термопары; 10 – тепловая изоляция (фольга); Ф, Фп, Фо - тепловые потоки основания, пластины, образца.

Тепловой поток тепломера можно определить из Ф0, введя поправку на разогрев образца - s:

ФТ0× (1+s) (3.5)

Поправка s обычно не превышает 5…10%, поэтому, ее можно определить по ориентировочным данным теплоемкости образца:

(3.6)

На основании зависимостей 5.3…5.6 получим:

, (3.7)

где n0 и nТ - перепады температур на образце и тепломере в делениях шкалы.

Величины КТ и RК - являются постоянными установки (приведены в таблице 5.2) и определяются по градуировочным экспериментам с образцовыми эталонами теплопроводности из меди и кварцевого стекла.

Теплопроводность образца равна:

, (3.8)

где l - теплопроводность, Вт/(м· К);

ho - высота образца, м.

Значения теплопроводности относится к средней температуре образца:

, (3.9)

где tc - температура измерения теплопроводности, °С;

At - чувствительность хромель-алюмелевой термопары, К/мВ;

- перепад температуры на образце, переведенный в мВ.

Для экспериментального определения теплопроводности методом монотонного нагрева образца, на фиксированных уровнях температуры измеряются в делениях перепады температур на образце n0 и пластине тепломера nТ.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.