Студопедия — В РЕГУЛЯРНОМ РЕЖИМЕ
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

В РЕГУЛЯРНОМ РЕЖИМЕ






В качестве исследуемого образца используется неограниченная пластина толщиной 2h. Начальное распределение температур равномерное и соответствует температуре окружающей среды Т0 = const. В некоторый момент времени в плоскости x=0 начинает действовать источник тепла постоянной мощности q. Температура поверхностей пластины на всем протяжении процесса теплообмена поддерживается постоянной и равной начальной. Общее решение задачи имеет вид:

 

(6.19)

 

При F0®¥ (практически при F0®2) сумма членов ряда (6.19) пренебрежимо мала по сравнению со стационарной составляющей (первое слагаемое (6.19)). Поэтому

 

(6.20)

 

В регулярном режиме температурные поля описываются стационарной составляющей (6.20) и первым членом ряда (6.19). Учитывая, что регулярный режим можно использовать для определения коэффициента температуропроводности, представляется интересным оценить точность его наступления.

Практически приемлемая точность (0,5%) соответствует относительно малым значениям Fo, например 0,2 (для пластины). Характерной особенностью рассматриваемого регулярного режима является постоянство величины темпа изменения температуры

При наличии внутреннего источника и при постоянной температуре поверхностей тела темп прямо пропорционален коэффициенту температуропроводности, что и является основой для его определения.

В регулярном режиме коэффициент температуропроводности определяется из соотношения

 

(6.21)

 

где mn=(2n-1)p¤2; m1=p¤2;

 

- темп изменения температуры для любой точки в регулярном режиме; D Тст - избыточная стационарная температура; D Т 1, DТ 2- избыточные текущие температуры.

 

При исследовании материалов в регулярном режиме с граничными условиями I и II рода используются две одинаковые плоскопараллельные круглые пластинки равной толщины.

Площадь пластинки должна быть приблизительно равна площади плоского нагревателя. Нагреватель помещается между пластинками. Образованная таким образом система вносится в пространство между блоками и сжимается их плоскостями. Через блоки от термостата пропускается вода постоянной (комнатной) температуры.

После выравнивания температуры по объему образца (это будет видно по графикам) включается нагреватель. Выбор величины мощности, подводимой к нагревателю, определяется допустимым температурным перепадом в образце, который должен составлять около 10°С. Если термическое сопротивление неизвестно даже ориентировочно, то нужная мощность подбирается опытным путем.

После включения нагревателя избыточная температура начинает расти, достигая максимума в стационарном состоянии. Имея кривую изменения разности температур во времени, можно найти a, l, c.

В графическом представлении формула

- (6.22)

прямая линия.

Следовательно, зная D T ст и D Ti (значение разности температур в любой момент времени), можно построить прямую (6.22), по наклону которой находится темп изменения температуры, а по формуле (6.21) - коэффициент температуропроводности.

Можно избежать построения графика функции (6.22) и пользоваться непосредственно формулой (6.21), начиная отсчеты с того момента, когда текущая температура составит приблизительно (0,25 ¸ 0,3) D T ст, т. е. когда наступит регулярный режим.

 

 

       
   
 
 


 

 

 

Рис. 5. Схема измерительной ячейки и расположение термопар на образце.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ В СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ

Знание величины теплового потока, проходящего через тело в стационарном режиме, позволяет найти коэффициент теплопроводности абсолютным методом, т. е. без применения дополнительного образца с известным значением коэффициента теплопроводности.

Очень часто стационарные методы классифицируются по форме испытуемого тела и виду используемого датчика тепла (метод пластины, цилиндра, шара, метод нагретой нити и т. д.).

Расчетное соотношение для вычисления коэффициента теплопроводности при использовании в качестве образца пластины имеет вид:

(6.22)

Для того чтобы обеспечить на одной из поверхностей тела условие q =const, можно использовать систему тел.

Структура системы в общем соответствует формулировке задачи для неограниченной пластины с постоянным источником. В середине образца, образуемого двумя плоскопараллельными квадратными или круглыми пластинками равной толщины, помещается плоский нагреватель.

Чтобы обеспечить постоянную температуру на основаниях системы, она помещается между двумя пустотелыми металлическими блоками, через которые пропускается вода постоянной температуры (рис. 5).

Если система полностью симметрична, т. е. пластинки имеют равные толщины и одинаковые свойства, то теплопроводность вычисляется по формуле

 

(6.23)

 

При разных толщинах, но одинаковых свойствах несимметрия потоков может быть легко учтена, так как q = q 1 + q 2. Кроме того,

 

(6.24)

 

Усложняется только процедура измерений, так как необходимо знать перепады температур в верхней и нижней областях.

 

 







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 456. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Логические цифровые микросхемы Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют...

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИЗНОС ДЕТАЛЕЙ, И МЕТОДЫ СНИЖЕНИИ СКОРОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ Кроме названных причин разрушений и износов, знание которых можно использовать в системе технического обслуживания и ремонта машин для повышения их долговечности, немаловажное значение имеют знания о причинах разрушения деталей в результате старения...

Различие эмпиризма и рационализма Родоначальником эмпиризма стал английский философ Ф. Бэкон. Основной тезис эмпиризма гласит: в разуме нет ничего такого...

Индекс гингивита (PMA) (Schour, Massler, 1948) Для оценки тяжести гингивита (а в последующем и ре­гистрации динамики процесса) используют папиллярно-маргинально-альвеолярный индекс (РМА)...

Методы прогнозирования национальной экономики, их особенности, классификация В настоящее время по оценке специалистов насчитывается свыше 150 различных методов прогнозирования, но на практике, в качестве основных используется около 20 методов...

Методы анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия   Содержанием анализа финансово-хозяйственной деятельности предприятия является глубокое и всестороннее изучение экономической информации о функционировании анализируемого субъекта хозяйствования с целью принятия оптимальных управленческих...

Образование соседних чисел Фрагмент: Программная задача: показать образование числа 4 и числа 3 друг из друга...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия