freakpp017

32

gdzie AT jest średnią wartością spadku temperatury na badanej próbce, równą różnicy średniej temperatury: grzejnika T_g i chłodnicy Tyy_z, odczytanych z charakterystyki, czyli wykresu cechowania termoelementu użytego w pomiarze temperatury.

e) Analiza błędu zmierzonej wartości A,

Wartość przewodności cieplnej jest obarczona błędem wywołanym wpływem otoczenia, poczynionymi przybliżeniami modelowymi i ograniczoną czułością przyrządów pomiarowych. Zgodnie z równaniem (1.37) wartość X jest wynikiem pomiaru mocy cieplnej Q, wymiarów próbki 5 i A oraz różnicy temperatury AT (grzejnika Tq i chłodnicy T\vz)- Wielkości te są obarczone błędami pomiarowymi odpowiednio AQ, A8, AA i AT. Średni błąd kwadratowy względny X. wynosi:

AA.

(1.38)

Przykładowo na ćwiczeniach dokonano pomiaru wartości X próbki marmurowej. Otrzymane wyniki były następujące: Q = 10,47 W, AQ = 0,25 W, 8 = 0,0092 m, A5 = 0,0001 m, A = 2,5 • 10^-3 m², A A = 1 • 10^-6 m², T = 10,7 K, A T = 0,5 K. Obliczona z równania (1.37) wartość A. = 3,6 W/(m-K), a błąd względny A. obliczony na podstawie równania (1.38) wynosi: AA./A. = 5,4%. Dane literaturowe podają dokładność metody ±7%.

Literatura

[1]    J. MADEJSKI: Teoria wymiany ciepła. PWN, Poznań 1963.

[2]    I^raca zbiorowa pod redakcją J. KULESZY: Pomiary cieplne. Część 1. Podstawowe pomiary cieplne. WNT, Warszawa 1993.

[3]    Praca zbiorowa pod redakcją A.C. OXOTHHA: TennonpoBOflHocTb TBepąbix Ten, cnpaBOHHHK. 3HeproaTOMH3ąaT, MocKBa 1984.

[4]    Praca zbiorowa pod redakcją B. BIENIASZA: Wymiana ciepła i masy. Laboratorium. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1987.

2. Pomiar współczynnika przewodzenia ciepła ciał stałych aparatem rurowym

Izolacja cieplna urządzeń technologicznych może decydować o prawidłowości przebiegu procesu technologicznego. Zastosowanie odpowiedniej izolacji ma wpływ na oszczędność energii cieplnej. Szczególnie duże straty ciepła zachodzą na powierzchni urządzeń cieplnych i rurociągów, których temperatura jest wyższa od otoczenia, oraz na powierzchniach urządzeń chłodniczych, do których dopływa ciepło z otoczenia.

Od inżyniera technologa czy konstruktora jest wymagana umiejętność wykorzystania wiedzy o wymianie ciepła i znajomości wartości współczynnika przewodzenia ciepła X nie tylko metali, lecz materiałów izolacyjnych i ognioodpornych ceramicznych. Wiedza ta pozwala narzucać konstrukcji izolacji cieplnej odpowiedni wymiar z zastosowaniem właściwych materiałów izolacyjnych, aby z jednej strony nie podnosić ceny wyrobu czy kosztów eksploatacji, a z drugiej zapewnić prawidłowy przebieg procesu technologicznego.

2.1. Przewodność cieplna materiałów izolacyjnych

Materiał izolacji cieplnej w przeważającej większości ma budowę niejednorodną. Niejednorodność ta polega na tym, że materiał izolacji to mieszanina faz: stałej i płynnej. Fazę stałą stanowią elementy (ziarna, włókna), fazę płynną w większości stanowi gaz wypełniający przestrzenie między elementami; rys. 2.1.

Rys. 2.1. Modele materiałów izolacyjnych