ення термопар, м2К/Вт.
Тепловий опір зразка визначається за формулою
=, (5.5)
де h-висота досліджуваного зразка, м;? - Коефіцієнт теплопровідності зразка, Вт/(мк). p> На підставі формули (5.2), (5.3), (5.4), (5.5) отримані робочі розрахункові формули для теплового опору зразка та його теплопровідності:
= - Rк, (5.6)
де с - поправка, що враховує теплоємність зразка
з =, (5.7) тут З = С (t)? mо, (5.8)
Сс = См (t)? mс, (5.9)
тут Со (t), См (t) - оріентірововочное значення питомої теплоємності зразка і питома теплоємність міді, Дж/(кг? К); mо, mс - маса зразка і стрижня, кг. Значення См (t) і Со (t), наведено в таблиці 5.2. p> Коефіцієнт теплопровідності зразка дорівнює з (6.5)
? =? (5.10)
Обчислення значення? зразка слід відносити до середньої температури зразка, яка визначається за формулою
= tc (o) +0,5? At? По. (5.11)
де tc (o) - температура, при якій проводилося вимірювання теплопровідності, оС; At - чутливість термопари хромель-алюмель, К/мВ (таблиця 5.2); По-перепад температури на зразку, мВ (таблиця 5.3).
Параметри Кт і Rк не залежать від властивостей випробуваного зразка, є В«постійнимВ» вимірювача. Значення Rк зазвичай дається для матеріалів С? = 2 ... 5 Вт/(м? К) і не перевищує (10 ... 20%) теплового опору зразка Ro. Для визначення Кт і Rк виробляють градуювання вимірника з зразковою мірою з кварцового скла марки КВ (ГОСТ 15130-86) і зразком з міді М1 (ГОСТ 859-78), і показання записують у таблицю 5.3. p> Для визначення теплопровідності випробуваного зразка в експерименті необхідно на різних рівнях температури вимірювати перепади температури на тепломірів т і зразка про в мікровольтах, мкВ, Пт і По (таблиця 5.3). Значення термо - ерс (мкВ) необхідно перевести в мВ і температуру Кельвіна (мкВ? 10-3 = мВ - таблиця 5.3). p> Тоді
т = At? Пт, К і о = At? По, К, (5.12)
де Пт, За - перепади температури на пластині тепломіра 2 і зразку 4, мВ.
Градуювання вимірювача теплопровідності полягає в експериментальному визначенні теплової провідності тепломіра Кт і поправки Rк, яка враховує контактний опір зразка - закладення термопар, динамічні похибки і неідентичність градуювання термопар. При визначенні Кт проводить п'ять експерименту, в яких в якості зразка використовують зразкову міру теплопровідності з плавленого кварцу марки КВ ГОСТ 15130-86. Експериментальні дані заносяться в таблицю 5.3 з урахуванням таблиці 5.2. Розрахунок Кт проводиться без урахування поправки Rк за формулою
Кт =? ? F (1 + с), (5.13)
де По-перепад температури на зразку в мікровольтах, мкВ; Пt - перепад температури на робочому шарі термопара в мікровольтах, мкв.
При визначенні теплового опору Rк проводять серію експериментів із зразком з міді М1 (ГОСТ 859-78) (діаметр зразка 15мм, висота - 5мм).
Експериментальні дані заносять в таблицю 5.3. Розрахунок Rк проводять за формулою
к =? ? (1 + с) -, (5.14)
де м-теплопровідність мідного зразка, Вт/(м? К); м - висота мідного зразка (м = 5? 10-3, м), м.
Значення теплопровідності м залежно від температури наведені в таблиці 5.2.
Приводять уточнений розрахунок Кт з урахуванням середнього значення Rк за формулою
Кт =? F (1-к + с), (5.15)
де кв - теплопровідність кварцового скла марки КВ, Вт/(м? К) (наведені в таблиці 5.2). кв - висота зразка з кварцового скла марки КВ (кв = 4м), м; F - площа поперечного перерізу зразка з кварцового скла марки КВ, м2; с - поправка, що враховує теплоємність зразка з кварцу марки КВ; до-поправка, що враховує тепловий опір Rк.
к = Rк? ? (5.16)
Середній з обчислених значень Кт використовують при подальшій роботі.
Похибки визначення Кт і Rк є випадковими. Величина їх залежить від кваліфікації і досвіду експериментатора і не повинна перевищувати відповідно 5 і 10%. br/>
5.4 Методика проведення роботи, опис та принцип роботи приладу ІТ -? - 400
Вимірювач теплопровідності призначений для дослідження температурної залежності теплопровідності твердих, механічно оброблених матеріалів в режимі монотонного нагріву. Діапазон вимірювання теплопровідності вимірювача від 0,1 до 5 Вт/(м? К). p> Білок харчування та регулювання забезпечує нагрів ядра вимірювальної комірки з середньою швидкості 0,1 К/с і автоматичне регулювання температури. Для визначення теплопровідності в експерименті в процесі безперервного розігріву на фіксованих рівнях температури за допомогою приладу (мікроамперметра) 195 (в мікровольтах) вимірюється перепад температури на зразку про і пластині П t-тепломіра. p> Осередок вимірювальна (малюнок 5.2) є найважливішою частиною вимірювального блоку і складається з корпусу 9, рознімної теплозахисної оболонки 10 і металевого ядра (деталі 1, 2, 3, 5, 7, 8).
На мідній осно...
