CWICZENIE NR 28, Energetyka pwr, fizyka laboratorium


ĆWICZENIE NR 28

Pomiar przewodności cieplnej izolatorów

  1. Zestaw przyrządów

    1. Zasilacz z regulatorem temperatury

    2. Urządzenie do pomiaru przewodnictwa cieplnego izolatorów

    3. Cyfrowy miernik temperatury

    4. Termopara

    5. Zestaw izolatorów

    6. Suwmiarka

    7. Śruba mikrometryczna

    8. Stoper

  1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie z zagadnieniami dotyczącymi mechanizmu przenoszenia ciepła, metodą pomiaru przewodności cieplnej izolatorów oraz nabycie umiejętności wyznaczania jego współczynnika.

  1. Opis układu pomiarowego

0x01 graphic

Rys.1. Układ pomiarowy

1) wyświetlacz rzeczywistej temperatury czujnika

2) wyświetlacz nastawionej temperatury

3) wskaźnik grzania

4) regulacja temperatury w górę

5) regulacja temperatury w dół

6) sekcja SET 1

7) izolator

Urządzenie do pomiaru współczynnika przewodności cieplnej składa się z dwóch części: źródła ciepła P1 ogrzewanego elektrycznie do temperatury 70 oC i odbiornika ciepła P2 , którym jest miedziana lub mosiężna płyta. Między źródłem i odbiornikiem ciepła umieszcza się badany izolator, który ma kształt płaskiego krążka.

Różnica temperatur między powierzchniami górną i dolną izolatora jest mierzona za pomocą termopary, której jedno spojenie umieszczono w górnej części źródła ciepła P1, a drugie w dolnej części odbiornika ciepła P2. Różnica potencjałów, jaka wytworzy się między dwoma spojeniami termopary jest wprost proporcjonalna do różnicy temperatur między nimi. Tę różnicę temperatur wskazuje cyfrowy miernik temperatury.

  1. Przebieg pomiarów:

    1. Dziesięciokrotnie zmierzenie grubości d i średnicy 2r odbiornika ciepła P2 oraz średnicy 2r1 badanego izolatora przy pomocy suwmiarki oraz grubości izolatora d1 przy pomocy śruby mikrometrycznej.

Tab.1. Wyniki pomiarów grubości i średnicy odbiornika ciepła i izolatora

Numer

pomiaru

d [mm]

2r [mm]

d1 [mm]

2r1 [mm]

1.

20.00

79.30

2.16

79.70

2.

20.70

80.00

2.12

79.65

3.

19.75

78.80

2.14

79.80

4.

19.95

79.90

2.12

79.90

5.

19.80

79.90

2.14

79.80

6.

19.65

78.30

2.13

79.90

7.

19.95

79.85

2.11

79.90

8.

20.10

79.90

2.14

79.90

9.

19.90

79.95

2.12

79.85

10.

20.10

80.10

2.11

79.85

Wartości średnie:

19.99

79.6

2.13

79.83

0.01999 m

0.0796 m

0.00213 m

0.07983 m

d- grubość odbiornika

2r-średnica odbiornika

d1-grubość izolatora

2r1-średnica izolatora

Obliczenie średnich wartości dla d, d1, 2r, 2r1 za pomocą wzoru na wartość średnią

0x01 graphic

Obliczenie przybliżenia odchylenia standardowego według wzoru:

0x01 graphic

Tab.2. Wyniki odchylenia:

Δd

0.09 [mm] = 0.00009 [m]

Δr

0.09 [mm] = 0.00009 [m]

Δd1

0.005 [mm] = 0.000005 [m]

Δr1

0.04 [mm] = 0.00004 [m]

    1. Za pomocą odbiornika ciepła P1, źródła ciepła P2, termopary i izolatora odczytujemy różnicę TΔ odpowiadającą stanowi równowagi cieplnej.

Tab.3.

m

[kg]

Δm

[kg]

c

0x01 graphic

Δc

0x01 graphic

n

0x01 graphic

Δn

0x01 graphic

TΔ

[K]

0.8305

0.005

390

5

0.018

0.005

2

    1. Wyznaczenie szybkości stygnięcia - n:

Wykres zależności wskazań miernika różnicy temperatur od czasu:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

    1. Obliczenie współczynnika przewodności cieplnej k według wzoru:

0x01 graphic

Gdzie:

n - szybkość stygnięcia odbiornika ciepła [K/s]

d1, r1 - grubość i promień płytki badanego izolatora [m]

d, r - grubość i promień odbiornika ciepła [m]

TΔ - różnica temperatur w stanie równowagi cieplnej układu [K]

mc - masa odbiornika ciepła [kg]

ci - ciepło właściwe mosiądzu wynoszące 390±5 [J/kg·K]

0x01 graphic

Niepewność k metodą pochodnej logarytmicznej:

0x01 graphic

0x01 graphic
Δk= 0.26

  1. Wnioski

Ważną rolę w wyznaczeniu współczynnika przewodności cieplnej izolatora odgrywa szybkość stygnięcia n.. Współczynnik obarczony jest błędem pomiarowym wynoszącym 0,32 %, na co miał wpływ błąd związany z ciepłem właściwym mosiądzu i właśnie szybkość stygnięcia n.

4



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
ćwiczenie 8, Energetyka pwr, fizyka laboratorium
cw 44, Energetyka pwr, fizyka laboratorium
36, Energetyka pwr, fizyka laboratorium
sprawko 88, Energetyka pwr, fizyka laboratorium
sprawozdanie 29, Energetyka pwr, fizyka laboratorium
ĆWICZENIE NR 81, Biotechnologia PWR, Semestr 2, Fizyka 3.2
Cwiczenie nr 02 Sprzet i technika pracy laboratoryjnej
Cwiczenie nr 02 Sprzet i technika pracy laboratoryjnej
Laboratorium Podstaw Fizyki spr 88 Pomiar naturalnej aktywności optycznej, PWR, FIZYKA LABORATORIUM
Laboratorium Podstaw Fizyki SPR 8 Badanie współczynnika lepkości cieczy, PWR, FIZYKA LABORATORIUM -
Laboratorium Podstaw Fizyki spr 31 Sprawdzenie prawa Stefana Boltzmana, PWR, FIZYKA LABORATORIUM - S
Laboratorium Podstaw Fizyki spr 57 Badanie efektu Halla, PWR, FIZYKA LABORATORIUM - SPRAWOZDANIA
ćwiczenie nr 1, Polibuda MBM PWR 2012-2016, Sem. VI, Hydrostatyczne ukł. nap, Laborki
Protokół z ćwiczenia nr 3, Polibuda, II semestr, fizyka, FIZA, lab, Chemia laborki, 1sem.chemia.labo
Ćwiczenie nr 43, Studia, Semestr 1, Fizyka, Sprawozdania
Ćwiczenie nr 28

więcej podobnych podstron