WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

"Ивановский государственный энергетический

университет имени В.И. Ленина"

Кафедра теоретических основ теплотехники

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА

ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

МЕТОДОМ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СЛОЯ

Методические указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине "Тепломассообмен" Иваново 2014 Составители: В.В.БУХМИРОВ, Г.Н. ЩЕРБАКОВА, М.В. ПРОРОКОВА Редактор Т.Е. СОЗИНОВА Методические указания содержат краткую теоретическую справку по изучаемому вопросу, описание лабораторного стенда, методику проведения и обработки результатов эксперимента.

Предназначены для студентов, изучающих курс “Тепломассообмен”.

Методические указания утверждены цикловой методической комиссией ТЭФ Рецензент кафедра теоретических основ теплотехники ФГБОУ ВПО "Ивановский государственный энергетический университет имени В. И. Ленина".

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА

ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

МЕТОДОМ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СЛОЯ

Методические указания по выполнению лабораторной работы по дисциплине "Тепломассообмен" Составители: БУХМИРОВ Вячеслав Викторович ЩЕРБАКОВА Галина Наумовна ПРОРОКОВА Мария Владимировна Редактор Т.В. Соловьёва Подписано в печать Формат 60х841/16.

Печать плоская. Усл.печ.л. 0,7. Тираж 100 экз. Заказ № ФГБОУ ВПО "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И.Ленина" 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, 34.

Отпечатано в УИУНЛ ИГЭУ Задание 1. Экспериментально определить коэффициент теплопроводности текстолита методом цилиндрического слоя.

2. Сравнить экспериментальное значение коэффициента теплопроводности с данными из справочника.

Введение Явление переноса теплоты теплопроводностью в неоднородном поле температур обусловлено взаимодействием микрочастиц вещества (молекул, атомов, свободных электронов и т.п.).

В твердых телах перенос теплоты происходит только посредством теплопроводности. Поэтому в качестве исследуемого материала в данной лабораторной работе используется тело цилиндрической формы, выполненное из текстолита.

Закон Фурье в цилиндрических координатах имеет вид dТ Q F, (1) dr где – коэффициент теплопроводности, Вт/(мК);

dТ – градиент температуры, град/м.

dr Знак "минус" в уравнении (1) указывает на то, что вектор теплового потока и вектор градиента температурного поля направлены в противоположные стороны.

Коэффициент теплопроводности характеризует способность вещества проводить теплоту и является физическим параметром вещества. Коэффициент теплопроводности определяют экспериментально для каждого вещества в зависимости от температуры.

В лабораторной работе рассматривается стационарный (не зависящий от времени) режим теплопроводности.

При допущении независимости коэффициента теплопроводности от температуры ( f (Т) ) температурное поле в цилиндрической стенке описывается уравнением:

r ln r Т(r) Т w1 Т w1 Т w2 1, (2) r ln r где Тw1 и Тw2 – температуры на поверхностях цилиндрической стенки, оС или К; r – текущий радиус (r1 r r2), м;

r1, r2 – радиусы внутренней и наружной поверхностей цилиндрической стенки соответственно, м.

Дифференцируя выражение (2), получим формулу для расчета градиента температурного поля:

Тогда, подставив значение в формулу (1), с учетом F = 2rl, получаем зависимость для расчета теплового потока через цилиндрическую стенку Выражение (4) используется для экспериментального определения коэффициента теплопроводности материалов методом цилиндрического слоя. Зная геометрические характеристики образца, тепловой поток, проходящий через цилиндрическую стенку и температуры на внешней и внутренней границе образца, можно определить коэффициент теплопроводности по формуле Рис.1. Температурное поле в цилиндрической стенке Экспериментальная установка Схема экспериментальной установки изображена на рис.

2. Источник питания 1 подключен к установке посредствам разъемов ИП. На передней панели расположены: тумблер электропитания установки 2, универсальный вольтметр 3, восьмиканальный измеритель температуры 4 типа УКТ-38, подключенный к шести хромель-копелевым термопарам, тумблер 5 подачи электропитания на измеритель температуры, тумблер 6 для переключения вольтметра на измерение падения напряжения на образцовом сопротивлении (U0) и напряжения на цилиндрическом нагревателе (Uн).

На рис. 3 приведена принципиальная схема рабочего участка установки. На цилиндрическом нагревателе 1 расположена медная термостатирующая трубка 2, на наружную поверхность которой надет исследуемый образец 3, выполненный из текстолита. Длина рабочего участка образца равна 60 см. Внутренний диаметр исследуемого образца d1 = 22 мм, а наружный диаметр d2 = 30 мм. Для уменьшения вертикальных конвективных потоков образец по высоте разделен тонкими пластинами 4. Для уменьшения тепловых потерь на торцах нагревателя расположены теплоизолирующие втулки 5 из пенопласта.

Электропитание к нагревателю подводится от источника питания 1 (см. рис. 2) через разъемы ИП. Последовательно с нагревателем включено образцовое сопротивление R0 (см. рис. 3) для определения величины электрического тока в цепи по измеренному значению падения напряжения на R0. Величина образцового сопротивления R0 — 0,1 Ом.

На внутренней и наружной поверхностях исследуемого образца расположены шесть хромель-копелевых термопар (по три термопары на каждой поверхности), которые измеряют температуры в трех сечениях. Термопары подключены к измерительному прибору УКТ–38 в следующей последовательности:

1 канал – температура внутренней поверхности в сечении I (Т11);

2 канал – температура внешней поверхности в сечении I (Т21);

3 канал – температура внутренней поверхности в сечении II (Т12);

4 канал – температура внешней поверхности в сечении II (Т22);

5 канал – температура внутренней поверхности в сечении III (Т13);

6 канал – температура внешней поверхности в сечении III (Т23).

Рис.2. Экспериментальная установка (внешний вид):

1 – источник питания; 2 – тумблер электропитания установки;

3 – вольтметр; 4 – измеритель температур типа УКТ–38;

5 – тумблер включения электропитания измерителя температур;

6 – тумблер для переключения вольтметра Рис. 3. Принципиальная схема рабочего участка:

1 – нагреватель; 2 – медная термостатирующая трубка;

3 – исследуемый образец; 4 – пластины для уменьшения конвективных потоков; 5 – теплоизолирующие втулки Порядок проведения эксперимента Внимание! Экспериментальную установку включает и выключает инженер или преподаватель!

1. Изучить устройство экспериментальной установки и методику проведения эксперимента.

2. Подготовить журнал наблюдений.

3. О готовности к проведению эксперимента сообщить преподавателю.

4. Переключить тумблер 6 на измерение напряжения на нагревателе Uн. Записать показания вольтметра 3 в журнал наблюдений.

5. Переключить тумблер 6 в положение U0 на измерение напряжения на образцовом сопротивлении. Записать показания вольтметра 3 в журнал наблюдений.

6. Записать показания измерителя температур 4 для внешней и внутренней поверхностей исследуемого материала в трех сечениях.

7. Каждые 5 10 мин (по указанию преподавателя) записывать в журнал наблюдений показания всех приборов до достижения стационарного режима, который характеризуется неизменными значениями температур в течение трех измерений.

Таблица 1. Журнал наблюдений Обработка результатов эксперимента 1. Рассчитать среднюю температуру горячей (внутренней) поверхности Тw1 и среднюю температуру холодной (наружной) поверхности Тw2 исследуемых текстолитовых образцов:

2. Определить тепловой поток через цилиндрическую поверхность. В стационарном режиме тепловой поток равен мощности нагревателя:

где Uн – напряжение на нагревателе, В; U0 – напряжение на образцовом сопротивлении, В; R0 – величина образцового сопротивления, Ом.

3. Определить коэффициент теплопроводности по формуле (5).

4. Сравнить экспериментально полученный коэффициент теплопроводности с коэффициентом теплопроводности текстолита, приведенным в справочнике. Определить погрешность экспериментального определения коэффициента теплопроводности.

1. Дайте определение температурного поля. Назовите характеристики температурного поля.

2. Опишите одномерное стационарное температурное поле в неограниченном цилиндре. Дайте его графическое изображение.

3. Как изменяется градиент температуры по толщине цилиндрической стенки при стационарном тепловом потоке в случае, когда коэффициент теплопроводности не зависит от температуры?

4. Дайте объяснение понятиям: тепловой поток, поверхностная плотность теплового потока, линейная плотность теплового потока; приведите их единицы измерения.

5. Охарактеризуйте процесс теплопроводности.

6. Сформулируйте закон теплопроводности Фурье.

7. Что характеризует коэффициент теплопроводности?

8. Напишите дифференциальное уравнение теплопроводности для цилиндра в стационарном режиме.

9. Дайте характеристику условий однозначности. С какой целью они задаются?

10. Назовите способы задания граничных условий для решения дифференциального уравнения теплопроводности? Перечислить и дать краткое определение.

11. Что характеризует коэффициент температуропроводности?

12. Укажите связь между коэффициентом теплопроводности, коэффициентом температуропроводности и удельной объемной теплоемкостью материалов?

13. Поясните принцип работы экспериментальной установки и назначение отдельных элементов установки.

14. Перечислите измерительные приборы и дайте характеристику измеряемых величин, указав единицы измерения.

15. Опишите порядок обработки экспериментальных данных для определения коэффициента теплопроводности.

16. С какой целью при проведении эксперимента необходимо дождаться стационарного режима теплопроводности?

1. Бухмиров, В.В. Теоретические основы теплотехники.

Основы ТеплоМассоОбмена: курс лекций / ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина».– Иваново, 2011;

2. Бухмиров, В.В. Справочные материалы для решения задач по курсу «Тепломассообмен»: учебное пособие / В.В.

Бухмиров, Д.В. Ракутина, Ю.С. Солнышкова / ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина».– Иваново, 2009.



 


Похожие работы:

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо – Западный государственный заочный технический университет Кафедра теплотехники и теплоэнергетики КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ Методические указания к выполнению курсового проекта Факультет энергетический Направление и специальности подготовки дипломированного специалиста: 650800 – теплоэнергетика 100500 – тепловые электрические станции 100700 – промышленная...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Тюменская государственная архитектурно-строительная академия Кафедра ПТ Методические указания к курсовому проекту: Промышленная котельная с паровыми котлами для студентов очного отделения специальности 140104 Промышленная теплоэнергетика Часть II: Тепловой расчет промышленного котла Тюмень-2004 Методические указания к курсовому проекту Промышленная котельная с паровыми котлами для студентов очного отделения специальности 140104 Промышленная...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина Кафедра теоретических основ теплотехники ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ДВИЖЕНИИ ВОЗДУХА В ТРУБЕ МЕТОДОМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ Методические указания к выполнению лабораторной работы Иваново 2014 Составители: В.В. БУХМИРОВ Д.В. РАКУТИНА Редактор Т.Е....»

«Государственный комитет РС4СР по л л а м науки • и дысшей школы Архангельский ордена^Трудового Красного Знамени лесотехнический институт ии. В.В.КуИбыаеаа • ЭКОНОМИКА ЭНЕРГЕТИКИ Методические указания к выполнение практических занятий Архангельск 1991 Ркосмотреиы и рекомендована к изданию методической комиссией факультета промышленной энергетики А р х а н г е л ь с к о г о ордена Трудового Красного Знамени лесотехнического института ии. В.В.Куйбышева Составитель А.З.Ш1АСТИНИН. д о ц., к а н д...»

«Федеральное агентство по образованию Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ имени В.В. Куйбышева) Н.А. Гладкова КУРСОВОЕ И ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ Учебное пособие Рекомендовано Дальневосточным региональным учебно-методическим центром в качестве учебного пособия для студентов направления 180100 Кораблестроение и океанотехника вузов региона Владивосток • 2009 1 УДК 629.12 Г 52 Рецензенты: С.В. Гнеденков, заместитель директора Института химии ДВО РАН, доктор химических...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования СанктПетербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра экономики отраслевых производств Посвящается 60-летию высшего профессионального лесного образования в Республике Коми Н. Г. Кокшарова ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИНВЕСТИЦИЙ Учебное пособие Утверждено...»

«Федеральное агентство по образованию АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОУВП АмГУ УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой АППиЭ _ А. Н. Рыбалев _ 2007 г ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ для специальности 22.03.01 – Автоматизация технологических процессов и производств. Составитель: ассистент Русинов В. Л. Благовещенск 2007 г. Печатается по решению редакционно-издательского совета энергетического факультета Амурского государственного университета. В. Л. Русинов Учебно-методический комплекс...»

«Утверждены приказом председателя Комитета государственного энергетического надзора и контроля Республики Казахстан от _20_ г. № Методические указания по контролю качества твердого, жидкого и газообразного топлива для расчета удельных расходов топлива на тепловых электростанциях и котельных Содержание Введение 2 Область применения 1 Нормативные ссылки 2 Термины, определения и сокращения 3 Принятые сокращения 4 Основные положения 5 Топливо твердое 6 Объемы и методы анализов проб топлива 6.1...»

«В. Г. СТОРОЖИК ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И СИСТЕМ Ульяновск 2007 1 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ульяновский государственный технический университет В. Г. Сторожик ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И СИСТЕМ Учебное пособие к дипломному проектированию для студентов специальности 14010465 Промышленная теплоэнергетика Ульяновск УДК 697.31 (075) ББК 22.253.3я С...»

«Министерство образования Российской Федерации Дальневосточный государственный технический университет им. В.В. Куйбышева НАСОСЫ И ТЯГОДУТЬЕВЫЕ МАШИНЫ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ Учебное пособие Владивосток 2002 BOOKS.PROEKTANT.ORG БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОННЫХ КОПИЙ КНИГ для проектировщиков УДК 621.184.85 и технических специалистов С47 Слесаренко В.В. Насосы и тягодутьевые машины тепловых электростанций: Учебное пособие. - Владивосток: Издательство ДВГТУ, 2002. - с. Учебное пособие предназначено для...»

«Министерство образования и науки Украины Севастопольский национальный технический университет МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПЛАВАТЕЛЬНОЙ ПРАКТИКЕ СТУДЕНТОВ 4 КУРСА б а к а л а в р ы направления 6.1003 Судовождение и энергетика судов специальности 7.100302 Эксплуатация судовых энергетических установок Севастополь 2006 Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Методические указания по плавательной практике студентов четвертого курса: бакалавры...»

«Министерство образования, науки, молодежи и спорта Украины Севастопольский национальный технический университет Тепловая схема судовых вспомогательных и утилизационных котлов МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для выполнения раздела курсового проекта по дисциплине Судовые паровые котлы и их эксплуатация для студентов дневной и заочной форм обучения по специальности 070104 Эксплуатация судовых энергетических установок Севастополь Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer...»

«Информация о методических документах, разработанных на кафедре электроснабжения для образовательного процесса по ООП Электроэнергетика 140200.62 1. Учебно-методическое обеспечение для самостоятельной работы студентов: Электроэнергетика: методические указания к расчетно-графической работе для студентов специальности 140211.65 и направлений 140200.62, 1400400.62 / Юго-Зап. гос. ун-т; сост.: О.М. Ларин, В.В. Дидковский Курск, 2012. 15 с.: ил. 1, табл. 6, прилож. 5. Библиогр.: с.10. Электрические...»

«Федеральное агентство по образованию АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОУВПО АмГУ УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой энергетики Н.В. Савина 2007г. АВТОМАТИКА ЭНЕРГОСИСТЕМ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ для специальностей 140203 - Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем 140204 - Электрические станции Составитель: к.т.н. доцент А.Н. Козлов Благовещенск Печатается по решению редакционно-издательского совета энергетического факультета Амурского государственного...»

«Министерство образования и науки Украины Севастопольский национальный технический университет ОЦЕНКА И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ СУДНА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению курсовой работы по дисциплине “Эксплуатация судовых энергетических установок и безопасное несение машинной вахты” для студентов всех форм обучения направления 6.100302 “Эксплуатация судовых энергетических установок ” Севастополь Create PDF files without this message by purchasing novaPDF...»

«Утверждены приказом председателя Комитета государственного энергетического надзора и контроля Республики Казахстан от _20_ г. № Методические указания по инвентаризации угля на электростанциях Содержание Введение 2 1 Область применения 2 2 Нормативные ссылки 2 3 Термины, определения и сокращения 2 4 Общие указания 3 5 Определение насыпной плотности угля 5.1 Определение насыпной плотности топлива в штабелях, уложенных на длительное хранение 5.2 Определение насыпной плотности твердого топлива в...»

«Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия им. С. М. Кирова Сыктывкарский лесной институт (филиал) Кафедра экологии и природопользования АГРОЭКОЛОГИЯ Методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения по специальности 600900 – Экономика и управление в АПК Сыктывкар 2003 Рассмотрены и рекомендованы к изданию советом сельскохозяйственного факультета Сыктывкарского лесного института 29 мая 2003 г....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра промышленной теплоэнергетики Германова Т.В.. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Часть 1. Расчет выбросов загрязняющих веществ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ для студентов специальности 140104 Промышленная...»

«Министерство Образования и Науки Российской Федерации РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ И.М.ГУБКИНА Факультет экономики и управления Кафедра Международный нефтегазовый бизнес А.А. Конопляник Россия и Энергетическая Хартия Учебное пособие по курсу Эволюция международных рынков нефти и газа Москва 2010 1 УДК 620.9 (470) А.А.Конопляник. Россия и Энергетическая Хартия. Учебное пособие. – М.: РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2010. - 80 с. В пособии изложены особенности...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ С. М. КИРОВА Кафедра менеджмента и маркетинга А. С. Большаков ОРГАНИЗАЦИЯ ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ Учебное пособие Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного института в качестве учебного пособия для студентов...»














 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.