Методика проведения эксперимента

Включение установки в сеть выключателем 12 (рис.4.) осуществляется под наблюдением преподавателя или лаборанта. По рекомендации преподавателя устанавливается тепловой режим (задается значение напряжения, которое регулируется при помощи ЛАТРа 7).

Все изменения проводятся при строго установившемся тепловом режиме. Фиксация установившегося режима происходит при неизменной средней температуры наружной t₂ и внутренней t₁ поверхности изоляции. При этом вся тепловая энергия, выделяемая нагревательным элементом в трубе, отдается в окружающую среду. Установившееся тепловое состояние наступает через 30 – 40 минут после включения установки.

Показания термопар определяют, последовательно подключая их к милливольтметру 9 переключателем 10, повторяя замеры 2- 3 раза через 5 – 10 минут. При этом режим можно считать установившемся, если измеряемые температуры поверхности изоляции двух последовательных опытов отличаются не более, чем на 5 ⁰С.

Параметры, снимаемые на установке, заносят в протокол.

Обработка экспериментальных данных.

1. Вычисляется тепловой поток, выделяемый нагревательным элементом:

Q=U × J, Вт (9)

2. Вычисляется средняя температура внутренней поверхности изоляционного слоя:

(10)

3. Определяется средняя температура наружной поверхности изоляционного слоя:

(11)

4. Вычисляется коэффициент теплопроводности для изоляционного материала:

(12)

Где геометрические размеры изоляции d₂ = 0,04 м, d₃ = 0,05 м, длина трубы L = 0,9 м.

5. Определяется коэффициент теплоотдачи от изоляции в окружающую среду:

, (13)

где t₀ температура воздуха по показаниям лабораторного термометра.

6. Устанавливается эффективность изоляции из соотношения:

l^*_из < 0,5 × a₂ × d₂ × (14)

7. Определяется критический диаметр изоляции:

м (15)

8. Вычисляется погрешность определения коэффициента теплопроводности.

Теоретическая (приборная):

, (16)

где максимальное отклонение контрольного параметра определяется по классу точности K_i прибора. Например для вольтметра:

DU_i = U_max × K_u / 100.

В этом случае U_max –максимум шкалы вольтметра, К_u- класс точности вольтметра по шкале прибора. Ошибка ртутного термометра Dt_п обычно составляет 0.5 ⁰С.

Экспериментальная:

(17)

где l₀ = 0,201, Вт/м К – справочное значение коэффициента.