Схема экспериментальной установки и методика измерений

БЛАНКИ К ВЫПОЛНЕНИЮ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

по учебной дисциплине

Б3.Б.7 «Термодинамика и теплопередача»

Направление подготовки:

131000.62 «Нефтегазовое дело»

Профили подготовки:

Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти;

Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта и хранения нефти, газа и продуктов их переработки;

Бурение нефтяных и газовых скважин;

Эксплуатация и обслуживание объектов нефтегазового комплекса арктического шельфа

квалификация выпускника «бакалавр»

Архангельск 2015

Лабораторная работа №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛА МЕТОДОМ ТРУБЫ

Цель работы

Работа предназначена для ознакомления с методикой экспериментального определения коэффициента теплопроводности твердого тела и его зависимости от температуры.

Оценка погрешности определения коэффициента теплопроводности производится расчетным путем на основе анализа погрешностей измеряемых величин.

Схема экспериментальной установки и методика измерений

Схема экспериментальной установки приведена на рис.1. На передней панели находится восьмиканальный измеритель температуры 1 типа УКТ-38, подключённый к 6-ти хромель-копелевым термопарам, тумблер 5 включения УКТ-38, универсальный вольтметр 2 типа MY-68 с автоматическим переключением пределов измерений, тумблёр электропитания установки 3, разъёмы V для подключения мультиметра 2, тумблёр 6 для переключения вольтметра на измерение падения напряжения на образцовом сопротивлении U_о и напряжения на цилиндрическом нагревателе U_н. Регулируемый источник питания ЛАТР 4 включается тумблером 7.

На рис. 2 приведена принципиальная схема рабочего участка, электрическая схема питания и измерений. На цилиндрическом нагревателе 1 расположена медная термостатирующая труба 2, на наружную поверхность которой надеты шесть исследуемых образцов 3 с одинаковыми размерами. Для уменьшения вертикальных конвективных потоков образцы разделены тонкими пластинами 4. Для уменьшения тепловых потерь на концах нагревателя расположены теплоизолирующие втулки 5 из пенопласта.

Электропитание к нагревателю подводится от источника питания ЛАТР 4 (рис. 1). Выход от ЛАТР соединяется с нагревателем электрическим кабелем через заднюю панель. Последовательно с нагревателем включено образцовое сопротивление R _о (рис. 2) для определения величины электрического тока в цепи по измеренному значению падения напряжения на R_o.

На внутренней и наружной поверхности исследуемых образцов расположены шесть хромель-копелевых термопар (по 3 термопары на каждой поверхности), которые измеряют температуры в точках сечений: L/6, L/2, 5L/6 (L – длина рабочего участка). Термопары подключены к измерителю температур УКТ-38, который их опрашивает и показывает измеренные величины в следующей последовательности:

t ₁₁ – температура внутренней поверхности в сечении 5L/6;

t ₂₁ – температура внешней поверхности в сечении 5L/6;

t ₁₂ – температура внутренней поверхности в сечении L/2;

t ₂₂ – температура внешней поверхности в сечении L/2;

t ₁₃ – температура внутренней поверхности в сечении L/6;

t ₂₃ – температура внешней поверхности в сечении L/6.

Порядок опроса термопар можно изменить при их подключении к УКТ-38.

Данные установки и таблица наблюдений

Длина рабочего участка: l = 384 мм.

Внутренний диаметр образца: d ₁ = 22 мм.

Внешний диаметр образца: d ₂ = 34 мм.

Величина образцового сопротивления: R_о = 0, 1 Ом.

Таблица 1

Результаты измерений