Обработка результатов экспериментального исследования

1 2 34

Значения коэффициентов теплопроводности теплоизоляционного материала определяется экспериментально при различных температурах. Проводится не менее трех опытов. После этого находится зависимость значений l от температуры.

При проведении эксперимента задаются значениями напряжения и силы тока в электронагревателе.

Пример данных эксперимента приведен в табл. 3.

Таблица 3

Опытные данные по исследованию коэффициента теплопроводности

Исследуемый материал – совелит.

№№пп	Измеряемая величина	№ опыта

	Сила тока I, А	0,33	0,41	0,52	0,64	0,84
	Напряжение U, В
	Температура на по- верхности изоляции	внутри t_с1, ^оС	49,4	63,7	84,9	111,9	161,1
	снаружи t_с2, ^оС	30,3	35,1	43,0	53,3	73,0

Последовательность обработки опытных данных и расчет значения коэффициента теплопроводности λ приводится для данных второго опыта. Тепловой поток, передаваемый теплопроводностью через слой совелита, определяется по закону Джоуля-Ленца:

Q = U∙I = 63∙0,41 = 25,83 Вт. (24)

Средняя температура слоя совелита:

t = = = 49,4 ^оС. (25)

Коэффициент теплопроводности совелита при средней температуре:

λ_оп = = = 0,132 Вт/(м.К). (26)

Теоретическое значение коэффициента теплопроводности совелита при температуре t = 49,4 ^оС:

l_т = 0,09 + 87×10^-5×49,4 = 0,133 Вт/(м.К). (27)

Относительное расхождение опытного и расчетного значений коэффициентов теплопроводности составляет:

= 0,75 % . (28)

Аналогичный расчет проводится и по другим опытам.

Результаты расчетов должны быть представлены в табл. 4.

Таблица 4

Опытные данные по исследованию коэффициента теплопроводности
теплоизоляционного материала

Исследуемый материал – совелит.

№№пп	Параметр	№ опыта

	Внутренний слоя изоляции d₁, мм
	Наружный слоя изоляции d₂, мм
	Тепловой поток Q, Вт	16,5	25,83	42,12	65,28	115,9
	Средняя температура слоя изоляции t, ^оС	39,9	49,4	64,0	82,6	117,1
	Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м.К	0,126	0,132	0,147	0,163	0,192
	Температурный коэффициент b, Вт/(м.^оС²)	0,00084

По результатам расчетов строится в масштабе график зависимости коэффициента теплопроводности теплоизоляционного материала от средней температуры. Графически, или с использованием математических методов определяется коэффициент b, характеризующий влияние температуры на теплопроводность материала. При обработке опытных данных следует использовать линейную зависимость (7).

Как видно из данных табл. 4 и рис. 3, полученные значения коэффициента теплопроводности совелита хорошо согласуются с теоретическими значениями. В исследуемом диапазоне температур наблюдается увеличение значений коэффициента теплопроводности совелита.

Рис. 4. Температурная зависимость коэффициента теплопроводности
совелита

Увеличение численных значений коэффициента теплопроводности теплоизоляционных материалов с ростом температуры объясняется повышением значений коэффициента теплопроводности воздуха, заполняющего поровое пространство.

ЛИТЕРАТУРА

1. Исаченко В. П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. - М.: Энергоиздат, 1981. – 417 с.

2. Поршаков Б.П., Бикчентай Р.Н., Романов Б.А. Термодинамика и теплопередача (в технологических процессах нефтяной и газовой промышленности): Учебник для вузов. – М.: Недра, 1987. – 349 с.

3. Практикум по теплопередаче: Учеб. пособие для вузов /А.П. Солодов, Ф.Ф. Цветков, А.В. Елисеев, В.А. Осипова. Под ред. А.П. Солодова. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 296 с.

4. Теплотехнический справочник. Издание 2-е переработанное. Под редакцией В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева. Т. 1. – М.: Энергия, 1975. – 744 с.

1 2 34

Дата добавления: 2021-07-22; просмотров: 101;