Вывод формулы для измерительной ячейки

Тепловая схема ячейки, используемой в измерителе ИТ- -400 показана на рис.2.

Рис.2. Тепловая схема измерительной ячейки:

1-основание; 2-пластина; 3-пластина контактная; 4-образец испытуемый; 5-стержень.

Образец испытуемый 4, пластина контактная и стержень 5 монотонно разогреваются тепловым потоком ,поступающим от основания 1. Бобковые поверхности стержня 5, образца 4 пластины 2,3 адиабатически изолированы. Стержень 5 и пластина контактная 3 изготовлены из меди, обладающей высокой теплопроводностью, поэтому перепады температур в них незначительны.

Тепловой поток, проходящий через среднее сечение пластины 2, частично поглощается ею и далее идет на разогрев пластины 3, образца 4 и стержня 5. Размеры системы выбраны таким образом, чтобы потоки, аккумулироваемые образцом и пластинкой были, по крайней мере, в 5÷10 раз меньше поглощаемых стержнем. В этом случае температурное поле образца и пластины 2 оказывается близким к линейному, стационарному, все детали системы работают с близкими скоростями, а для тепловых потоков и и для любого уровня температуры справедливы формулы

Из формул (16) и (17) выражение для может быть представлено в виде:

Так как полная теплоемкость стержня , используемого в измерителе много больше суммы полных теплоемкостей пластин 2 и 3, т.е.

и выражение для поступающего в образец теплового потока принимает вид

где

Подставляя выражение (20) в формулу (15) получим окончательное выражение для определения теплового сопротивления образца

где

Вычисленные значения теплового сопротивления и теплопроводности образца следует относить к средней температуре образца, которая определяется по формуле

где – средняя температура образца ⁰С;

- температура, при которой проводились измерения теплопроводности ⁰С;

– чувствительность термопары хромель-алюмель, К/мВ;

– перепад температуры на образце, мВ.

Параметры и не зависят от свойств испытуемого образца и являются "постоянными" измерителя.

Определение и проводится в градуированных экспериментах с образцовой мерой из кварцевого стекла и образцом из меди. Для определения теплопроводности испытуемого образца в эксперименте необходимо на различных уровнях температуры измерять перепады температуры на тепломере и образца в микровольтах, МкВ, и .

Поиск по сайту: