Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Порядок выполнения работы. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ИЗЛУЧЕНИЕМ

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ИЗЛУЧЕНИЕМ

( Инструкция по эксплуатации )

 

Назначение.

Установка предназначена экспериментального определения интегрального коэффициента излучения тонкой вольфрамовой проволоки нагретой электрическим током в интервале температур от 100 до 800 оС.

Схема экспериментальной установки и методика измерений.

Схема экспериментальной установки приведена на Рис.1. На передней панели находится двухканальный измеритель температуры (2) типа 2ТРМО, подключённый к хромель-копелевой термопаре, универсальный вольтметр (1) типа MY-67 с автоматическим переключением пределов измерений, тумблёр электропитания установки (3), разъёмы (V) для подключения вольтметра (1), тумблёр (5) для переключения вольтметра на измерение падения напряжения на образцовом сопротивлении (Uо) и напряжения на вольфрамовой проволоке (Uн).

На Рис.2 приведена принципиальная схема рабочего участка, электрическая схема питания и измерений. Нагреваемая вольфрамовая проволока-нить (7) находится в цилиндрическом стеклянном баллоне (8) с двойными стенками, между которыми находится вода. Внутренняя трубка вакуумирована до 10-5 мм. рт.ст. Температура стенки этой трубки Т2 считается равной температуре воды циркулирующей между двойными стенками и постоянной в течение опыта. Она определяется хромель-копелевой термопарой (9), соединённой с измерителем температуры (2). Баллон с нитью укреплен в модуле (6), который находится на лабораторном стенде. Электропитание к вольфрамовой проволоке подводится внутри установки от источника питания (4) .Последовательно с вольфрамовой проволокой включено образцовое сопротивление (Rо) для определения величины электрического тока в цепи по измеренному значению падения напряжения на Ro. Для измерения напряжения на вольфрамовой проволоке UR и напряжения на образцовом сопротивлении

Uo к разъёмам V подключается мультиметр (1).

 

Расчетные формулы.

В основе калориметрического метода лежит уравнение для результирующего потока излучения с поверхности вольфрамовой проволоки:

(1)

где e1 – интегральный коэффициент теплового излучения вольфрамовой нити; со – излучательная способность абсолютно чёрного тела. Поскольку площадь поверхности вольфрамовой проволоки мала по сравнению с площадью поверхности оболочки (F1 << F2), формула содержит только искомое значение e1.Предполагается, что тела серые и поэтому e1 = А1. Для определения e1 необходимо измерить температуру проволоки Т1 и температуру стенки внутренней стеклянной трубки Т2 (в шкале Кельвина) и определить плотность потока излучения с поверхности проволоки.

Е = Q/(pdl), (2)

где Q = UR (Uo/Ro); d – диаметр вольфрамовой проволоки; l – длина проволоки.

Температура вольфрамовой проволоки определяется по формуле:

t1 = , (3)

T1 = ( 273.15 + t1 ), К ,

где RОН - сопротивление вольфрамовой проволоки при t1 =0 C;

Rt = UR/I – сопротивление проволоки при данной температуре, где I = Uo/Ro;

a - температурный коэффициент сопротивления вольфрама.

При отсутствии данных для RОН (сопротивление нити при tн =0 oC;) используются

данные для RНК при комнатной температуре tK (измеряется RНК мультиметром при отключённом нагревателе). При этом формула (3) для расчёта температуры вольфрамовой проволоки приобретает вид

 

, ОC (4)

 

Порядок выполнения работы.

Перед выполнением работы измерить мультиметром (в режиме измерения сопротивления) электрическое сопротивление вольфрамовой проволоки RHK при комнатной температуре tK.

1. Записать данные установки, условия опыта.

2. Убедиться в том, что все приборы выключены. Повернуть регулятор напряжения блока питания против часовой стрелки до упора. Включить стенд тумблером (3). Включить Источник питания (4), мультиметр (1) и измеритель температуры (2).

3. Определить (задаёт преподаватель) значения напряжений, при которых проводятся измерения. Рекомендуемые значения напряжений, устанавливаемые на блоке питания: 6, 8, 10, 12, 16 вольт.

4. Переключить тумблер (5) в положение UН. Установить первое значение напряжения на нити, следя за показаниями вольтметра. Произвести отсчет напряжения на нити Uн1.

5. Переключить тумблер (5) в положение Uo. Произвести отсчет напряжения на образцовом сопротивлении Uo1.

6. Определить температуру стенки трубки t2 по показаниям измерителя температур (2).

7. Пункты 4 и 5 повторить для следующих значений напряжений, устанавливаемых на нити.

8. Убрать напряжение на нити. Выключить приборы и стенд.

 

4. Данные установки и таблица результатов измерений.

Диаметр вольфрамовой проволоки d1 = 0,15 мм.

Внутренний диаметр трубки d2 = 8 мм.

Образцовое сопротивление Ro = 0,1 Ом.

Сопротивление нити при 0 C

Температурный коэффициент сопротивления вольфрама a = (3,9 – 4,5)10-3 , 1/К.

Длина нити l = 450 мм.

Таблица измеренных величин.

 

№ п/п t1,С Т1 T2,С Т2 UR,B Uo,мВ I, A Q,Вт
               
               
               
               
               

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.