freakpp028

54

c)

e*=₀

Rys. 3.3 (ed.). Zależność bezwymiarowej różnicy temperatury od liczby Fo i Bi dla: c) płaszczyzny symetrii nieograniczonej płyty

z upływem czasu, zawsze ma określoną wartość. Wejście ciała w stan uporządkowany, czyli początek wykładniczej zależności temperatury od czasu jest określony zwykle wartością granicznej liczby Fouriera, która zależy, przede wszystkim, od dopuszczalnego błędu obliczeń lub pomiarów, a także od innych czynników, jak np. kształtu ciała, działania ośrodka i początkowego rozkładu temperatury. Początek wykładniczej zależności temperatury od czasu dla środka kuli, nieograniczonego walca i nieograniczonej płyty w zależności od liczby Fouriera, Biota, temperatury bezwymiarowej i dopuszczalnego błędu względnego e został przedstawiony na wykresach (rys. 3.3), opracowanych przez D. Bu-drina i E. Suchanowa [2, 3].

3.2.3. Zastosowanie teorii stanu uporządkowanego

Teorię stanu uporządkowanego stosuje się w wielu zagadnieniach wymiany ciepła. Między innymi z jej użyciem można wyznaczać własności cieplne ciał, takie jak dyfuzyjność, współczynnik przewodzenia oraz ciepło właściwe. Badania przeprowadza się w specjalnie do tego celu przeznaczonych kaloryme-trach. Są to tzw. kalorymetry typu-a, typuA, bikalorymetry kuliste, walcowe lub płytowe. Własności cieplne, w zależności od zastosowanej metody, wyznacza się oddzielnie lub zespołowo. W tym ostatnim przypadku wykonuje się dwa pomiary na tym samym ciele badanym, w różnych warunkach cieplnych i w ten sposób wyznacza się dwie własności, np. dyfuzyjność i przewodność cieplną, a trzecią własność (ciepło właściwe) wylicza się z zależności a = ?i/cp. Wielkościami mierzonymi są tempo chłodzenia oraz wymiary ciała. Z użyciem podanych metod można określać własności cieplne ciał stałych (metali, izolatorów, proszków), a także częściowo cieczy i gazów.

Na rysunku 3.4 przedstawiono przykładowo schemat bikalorymetru płaskiego [2]. Bikalorymetr służy do wyznaczania przewodności cieplnej stałych materiałów izolacyjnych, cieczy i gazów. Na rysunku 3.5 pokazano, przykładowo, układ do wyznaczania dyfuzyjności cieplnej izolatorów [4],

Rys. 3.4. Schemat bikalorymetru płaskiego

1.    Termoelementy

2.    Silnik elektryczny

3.    Izolacja

4.    Mieszadło

5.    Badana próbka

Rys. 3.5. Schemat termostatu płynowego

Metodą stanu uporządkowanego można wyznaczyć również współczynnik przejmowania ciepła a. Sposób realizacji takiego doświadczenia przedstawiono w rozdz. 4. skryptu. Inne zagadnienia, w których stosuje się teorię stanu uporządkowanego, to np. wyznaczanie emisyjności powierzchni, badanie bezwładności cieplnej termometrów i pirometrów, a także badanie procesów nagrzewania i ochładzania ciał [2].