Дәрістер тезистері
жүктеу/скачать 441,95 Kb.
|
Дәріс-Жылуөткізгіш теориясы-2021
| Қысқаша мазмұны:Жылу өткізгіштік коэффициентінің анықтаудың әдісін екі топқа бөлуге болады. Оның біріншісіне стационарлық жылу режимінің заңдылықтарына негізделген әдісті жатқызуға болады. Олар өткен ғасырда жасалып, Фурьенің жылулық ағынның температураның градиентіне пропорционал деген гипотезасына сүйенеді. Ал екінші топқа стационар емес режимдегі заңдылыққа негізделген әдісті жатқызуға болады, бұл дененіңің температурасы координта мен уақытқа тәуелді дегенді білдіреді. Монотондық қыздыру әдісі бірінші топқа еніп, квазистационарлық режимді толықтыра, байыта түседі. Бұл әдістің негізіне монотондық қыздыру заңдылығын жатқызуға болатын жұқа пластина, оның температуралық өрісі стационар күйге жақын болады да дененің бастапқы жылулық күйінің ерекшеліктеріне байланысты болмайды.
Үлгінің жылу өткізгіштігін өлшеу үшін λ- динамикалық калориметр әдісін пайдаланамыз. Тәжірибе кезінде контакталық пластина үлгі және стержень негізгі жылу көзі болып табылатын 1-ші және пластина арқылы өтетін жылу ағыны арқылы қыздырылады. Барлық тетік аралықтарында жылулық байланыс болғаны дұрыс. Жүйенің барлық қабырғалары бір-бірінен адиабатты оқшауланған болғандықтан берілген жылу мөлшерінің барлығы дерлік жүйенің ішкі энергиясын ұлғайтуға жұмсалады. Тәжірбиенің режимі ретке келтіргеннен бастап жүйенің барлық тетіктері бір-біріне жақын жылдамдықпен қыза бастайды да, әр тетікте баяу өзгеретін бірқалыпты температуралық өріс қалыптасады. Стержень мен контакталық пластина мыстан жасалған, оның жылу өткізгіштігі көп болғандықтан тмпературалар айырымы өте аз болады, яғни оны ескермеуге болады. Жүйеінің өлшемі мен пластинаның жылу ағымын сақтауы стерженьннің жылуды жұту мөлшерінен 5-10 есе кем болатындай етіліп таңдалып алынған, басқаша айтқанда пластина (Сп ) мен үлгінің (Сү ) толық жылу сыйымдылықтарын стерженьнің жылу сыйымдылығына (Сс) қарағанда ескеруие болатындай аз. Сондықтан Qү(τ) үлгі арқылы өтетін, стерженьде жұтылатын ағын және үлгідегі температуралар айырымы (υү ) аралығында сызықтық тәуелділік сақталады: Qү(τ) = (1) мұндағы: S-үлгінің көлденең қимасының ауданы: Р- стерженьмен контакталық пластина арасындағы жылулық кедергі. Басқаша жағынан қарағанда, үлгі арқылы өтетін өріс стержень мен оған жанасатын үлгінің бір бөлігінің ішкі энергиясын арттыруға жұмсалады, сонда Qү(τ) = b (2) мұндағы: Сү, Сс - стержень мен үлгінің толық жылу сыйымдылықтары; b- өлшеу ұяшығының қыздыру жылдамдығы. Пластинаның ортаңғы қимасы арқылы өтіп, онда аздаған бөлігі жұтылған одан әрі пластинаны, үлгіні және стерженьді қыздыруға кеткен жылулық өрісті (Qү(τ)) былай жазуға болады: Qт(τ) = (3) мұндағы: Ст,Сп – жылуөлшегіш пен пластинаның толық жылу сыйымдылықтары; υт – жылуөткізгіштігі температуралар айырымы; - пластинаның эффективті жылулық өтімділігін сипаттайтын пропорционалдық коффициент. Стерженьмен контакталық пластина аралығындағы жылулық кедергі (Р) мына формула бойынша есептелінеді: Р= Рү+ Рк (4) мұндағы: Рү –үлгінің жылулық кедергісі ; Рк - жылулық кедергіні, контактаны, термопараның кейбір ерекшеліктерін ескеретін түзету коэффициенті. (1)-(4) – формулаларын негізге ала отырып, Сү<< Cc шартын ескеріп үлгінің жылулық кедергісн есептеу үшін мынадай өрнек алуға болады: (5) мұндағы:σ- үлгінің жылу сыйымдылығын ескеретін түзету; КТ – жылу өлшегіштің жылулық өтімділігі; ; (6) Үлгінің толық жылу сыйымдылығын (Сү),оның шамамен алынған меншікті жылу сыйымдылығы мен массасының көбейтіндісімен есептейміз: (7) Стационарлық әдісте, үлгіде температуралардың таралуы уақытқа байланысты болмайды.Сондықтан жылу өткізгіштік теңдеуінің шешуінен температуралық өріс бірқалыпты болатын жазық қабат үшін мына теңдеу шығады: (8) мұндағы: υү – үлгідегі температуралар айырымы; Q- зерттеліп жатқан зат қабаты арқылы өтетін жылу ағыны; h,S –үлгінің биіктігі мен қимасының ауданы; - үлгінің жылулық кедергісі. Есептелген жылу өткізгіштік коэффициентінің мәнін үлгінің орташа температурасына қатысты алу қажет: (9) мұндағы: tc - өлшеу жүргізілген температура (оС); At - термопараның сезгіштігі (к/мВ); nү - үлгідегі температуралар айырымы (мВ). Сонымен зерттелген үлгінің жылу өткізгіштік коэффициентін анықтау үшін тәжірибе кезінде жылу өлшегіш пен үлгінің температуралар айырымын гальвонометрдің no және nt бөлігінің көмегімен өлшеу керек. Кт және Рк параметрлері қондырғының тұрақтылары , бұл тұрақтылар мыс үлгі мен кварц шынысын пайдаланып тәжірибе жүзінде градуирлеу арқылы анықталады. Кт және Рк тұрақтылары зерттелініп отырған үлгінің қасиетіне тәуелді болмайды. жүктеу/скачать 441,95 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|