Измерение коэффициента теплопроводности материала на базе компьютерного моделирования обратной нестационарной задачи теплопереноса с использованием системы ТЭДС - преобразователь — IBM PC

Цель работы: развитие у студентов профессиональных навыков в использовании термопреобразователей, а также практическое овладение методами экспериментальных исследований и компьютерного моделирования.

 

Предмет и содержание работы

Для определения коэффициента теплопроводности материала на базе компьютерного моделирования используем систему уравнений приведенных в лабораторной работе №2.

Схема измерительной установки приведена на рисунке 3.1.

 

1 – сосуд, 2 – горячий спай, 3 – холодный спай, 4 – сосуд Дьюара, 5 – вода с тающим льдом, 6 – самопишущий потенциометр КСП-4   Рисунок 3.1 – Схема измерительной установки

Методика измерения коэффициента теплопроводности заключается в следующем.

На горячем спае термопары образуется образец сферической формы путем обмакивания спая в расплав и выдержания на воздухе, этого достаточно для затвердевания жидкого слоя.

Диаметр образца измеряется посредством микрометра. После термостатирования образца в газовой фазе производят быстрое окунание в среду теплоагента, производят фиксирование температуры-функции времени на самописце. По полученной кривой определяется пара адекватных значений температура-время. После этого производится расчет температуры как функции времени по системе уравнений приведенной в лабораторной работе №2.

Система должна быть откорректирована с учетом формы образца. На каждом шаге по времени расчета производятся сравнения расчетных значений Т и t с соответствующими из выбранной пары экспериментальных значений. При совпадении значений одной из расчетных величин с соответствующей экспериментальной кривой осуществляется процедура оценки характера несовпадения другой величины, и производится итерация по уточнению первоначально принятого коэффициента теплопроводности. В целом процедура продолжается до тех пор, пока оба расчетных значения совпадут с соответствующими экспериментальными. Первоначальное значение коэффициента теплопроводности принимается как среднее из двух значений, определяются вероятные границы диапазона, в котором может находиться коэффициент теплопроводности.

-нижняя граница, -верхняя граница.

 - время расчетное.

1)  совпадает с  с приемлемой точностью: ,

2) Проверяем несовпадение величины , если , где  - температура спая термопары

,

Если , то        l₂=l , .

3) Если , проверяем совпадение  ,

Оборудование для проведения лабораторной работы: малогабаритная термопара с открытым рабочим спаем; самопишущий прибор КСП-4; спиртовый термометр; емкость с расплавленным материалом; керамический сосуд для воды; мерный стакан; водонагревательное устройство; микрометр.

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: