Определение коэффициента теплопроводности металлов
Определение теплопроводности металлов по методу Кольрауша. Измерение разности температур и потенциалов в середине и на концах образца, нагреваемого электрическим током. Применение формулы Джоуля-Ленца. Отсутствие тепловых потерь через боковую поверхность.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.05.2016 |
| Размер файла | 212,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева»
Кафедра ДЛА
Лабораторная работа
На тему: «Определение коэффициента теплопроводности металлов»
Выполнил: студент гр. Д 13-02
Гуманный А.В.
Проверил: доцент Жуйков Д.А.
Красноярск 2016
Цель работы: углубить знания в теории теплопроводности, познакомиться с методикой опытного определения коэффициента теплопроводности и получить навыки в проведении эксперимента.
Краткие теоретические сведения. Определение теплопроводности металлов по методу Кольрауша производится путем измерения разности температур и потенциалов в середине и на концах образца, нагреваемого электрическим током. Пусть концы 1 и 3 стержня длиной 2l и площадью поперечного сечения S поддерживаются при постоянной температуре (рис. 1.1). Если через образец пропустить электрический ток, то он будет нагреваться за счет тепла, количество которого можно определить по формуле Джоуля-Ленца. Все тепло путем теплопроводности вдоль оси стержня будет отводиться от середины 2 к концам 1 и 3 при условии отсутствия тепловых потерь через боковую поверхность (т.е. при наличии идеальной теплоизоляции).
Рассматривая баланс энергии в стержне при установившемся состоянии и применяя законы Джоуля-Ленца и Фурье, можно вывести следующее уравнение:
где и - соответственно коэффициенты тепло- и электропроводности стрежня; i - плотность тока.
Решение этого уравнения с учетом, что на концах стержня температуры равны , а в середине , дает
откуда следует, что температура вдоль оси стержня меняется по параболическому закону.
В этом уравнении величину можно заменить по закону Ома через разность потенциалов в середине и на концах стержня и силу тока , пропускаемого через испытываемый образец:
С учетом этого уравнения из предыдущего уравнения можно записать окончательную формулу следующим образом:
теплопроводность металл джоуль электрический
где - сила тока, А; - расстояние в метрах между крайней и средней термопарами, т.е. длина участка, на котором измеряется между термопарами 1-2 и 2-3, м;
, В
S - поперечное сечение образца, ;
- разность между температурами середины и конца образца,
- теплопроводность, .
Таким образом, опытное определение коэффициента металла сводится к измерению силы тока , протекающего через исследуемый образец, разности потенциалов и разности температур между серединой и концами стержня .
|
№ |
||||||||
|
1 |
22,93 |
23,2 |
47,05 |
23,065 |
||||
|
2 |
22,97 |
23,18 |
47,08 |
23,075 |
Опыт №1:
Опыт №2:
Материал: хромистая сталь, с теплопроводностью
Относительная ошибка:
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Физические свойства металлов. Способность металлов отражать световое излучение с определенной длиной волны. Плотность металла и температура плавления. Значение теплопроводности металлов при выборе материала для деталей. Характеристика магнитных свойств.
курс лекций [282,5 K], добавлен 06.12.2008Эффективное использование энергии на промышленном предприятии. Нормативно-правовая база энергосбережения. Оценка энергоэффективности, определение коэффициента теплопроводности. Огнеупорные материалы. Разработка конструкции теплоизолированной трубы.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 05.04.2012Коэффициенты теплопроводности твердых тел, жидкостей и газов. Нестационарные процессы теплопроводности, охлаждение (нагревание) неограниченной пластины. Способ определения теплопроводности жидкой тепловой изоляции при нестационарном тепловом режиме.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 20.03.2017Технологическая схема выпарной установки. Выбор выпарных аппаратов и определение поверхности их теплопередачи. Расчёт концентраций выпариваемого раствора. Определение температур кипения и тепловых нагрузок. Распределение полезной разности температур.
курсовая работа [523,2 K], добавлен 27.12.2010Методика производства стали в конвейерах, разновидности конвейеров и особенности их применения. Кристаллическое строение металлов и её влияние на свойства металлов. Порядок химико-термической обработки металлов. Материалы, применяющиеся в тепловых сетях.
контрольная работа [333,8 K], добавлен 18.01.2010Свойства металлов и сплавов. Коррозионная стойкость, холодостойкость, жаростойкость, антифринционность. Механические свойства металлов. Диаграмма растяжения образца. Испытание на удар. Физический смысл упругости. Виды изнашивания и прочность конструкции.
контрольная работа [1006,5 K], добавлен 06.08.2009Производительность установки по выпариваемой воде. Определение температур кипения растворов. Выбор конструкционного материала. Распределение полезной разности температур. Поверхность теплопередачи выпарных аппаратов. Расчёт толщины трубной решётки.
курсовая работа [487,4 K], добавлен 19.01.2014Понятие металла, электронное строение и физико-химические свойства цветных и черных металлов. Характеристика железных, тугоплавких и урановых металлов. Описание редкоземельных, щелочных, легких, благородных и легкоплавких металлов, их использование.
реферат [25,4 K], добавлен 25.10.2014Распространенность металлов в природе. Содержание металлов в земной коре в свободном состоянии и в виде сплавов. Классификация областей современной металлургии в зависимости от методов выделения металлов. Характеристика металлургических процессов.
презентация [2,4 M], добавлен 19.02.2015Идентификация марок металлов и металлопродукции, определение их классификационных признаков и области применения. Виды проката: круг, лист, швеллер, арматура, балка двутавровая, труба, квадрат, прокат цветных металлов. Расшифровка марок металлопродукции.
контрольная работа [206,5 K], добавлен 05.03.2012
