POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

1. Celem ćwiczenia jest: zapoznanie ćwiczących z zagadnieniami przenoszenia ciepła:

- podstawowymi jego mechanizmami

- metodą pomiaru przewodności cieplnej izolatorów

- pomiarem współczynnika przewodności cieplnej izolatora.

2. Wstęp teoretyczny

Jeżeli przeciwległe ścianki płyty o powierzchni przekroju S i grubości d₁ mają odpowiednio temperatury T₁ i T₂ (T₁>T₂),to następuje przepływ ciepła w kierunku powierzchni o niższej temperaturze. Ilość ciepła przepływającego w jednostce czasu w stanie stacjonarnym wyrazi się wzorem:

k - współczynnik przewodności cieplnej ,oznacza ilość ciepła przechodzącego w jednostce czasu przez jednostkę powierzchni przy jednostkowym gradiencie

temperatury (różnica temperatury 1K przypada na jednostkę grubości).

Różne ciała mają różne wartości przewodności cieplnej. Ciała o małej wartości współczynnika k-
nazywają się izolatorami.

Zakładając, że ilość wypromieniowanego ciepła jest proporcjonalna do powierzchni,

można wyrazić ilość ciepła wypromieniowanego przez jednostkę powierzchni w jednostce czasu jako

r - promień mosiężnej płytki

d-grubość mosiężnej płytki

Po ustaleniu się temperatur dwóch płyt w zestawie doświadczalnym ilość ciepła przewodzona przez badaną płytkę jest równa ilości ciepła wypromieniowanego przez boczną i dolną powierzchnię mosiężnej płyty:

c-ciepło właściwe odbiornika

d-grubość odbiornika

r - promień odbiornika

d₁,r₁- grubość i promień badanej płyty

n=T/t - szybkość stygnięcia

T₁-T₂=T_sr- różnica temperatur stanu równowagi

3. Przebieg i wyniki pomiarów. Obliczenia.

Zestaw pomiarowy składa się z:

- urządzenie do pomiaru przewodnictwa cieplnego izolatorów

- zasilacz z regulatorem temperatury

- cyfrowy miernik temperatury

- suwmiarka (±0,05 mm)

- śruba mikrometryczna (±0,01 mm)

Schemat układu pomiarowego:

0x08 graphic
1 - wyświetlacz rzeczywistej temperatury czujnika

2 - wyświetlacz nastawionej temperatury

4 - regulacja temperatury w górę

5 - regulacja temperatury w dół