Определения коэффициента теплопроводности теплоизоляционных материалов методом трубы

1.Цель работы:

Опытным путем определить коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала.

            Определение коэффициента теплопроводности твёрдых тел (плохих проводников теплоты) можно проводить по методу плиты, шара и трубы.

            Метод трубы как более простой следует считать наиболее приемлемым при испытании теплоизоляционных материалов, так как, а этом случае реальные условия работы тепловой изоляции соблюдаются наиболее полно.

            Если на внутренней поверхности цилиндрической стенки диаметром d₁ поддерживается температура t_c1, а на внешней поверхности диаметром d₂ поддерживается    температура t_c2 (причём t_c1>t_c2), то при установившемся  режиме  тепловой  поток  Q  на участке  длиной L определяется уравнением:

Тогда, зная t_c1, t_c2, Q, d_1, d_2, L, можно найти коэффициент теплопроводности

2.Экспериментальная установка:

            На медную трубу  диаметром d₁=54 мм и длиной L=850 мм нанесён слой

испытуемой тепловой изоляции. Наружный диаметр трубы с изоляцией d₂=60 мм.

            По оси трубы натянута нихромовая спираль, по которой пропускается электрический ток, включаемый рубильником через трансформатор. Вся выделяющаяся теплота передаётся окружающей среде через теплоизолированную боковую поверхность трубы и ее торцы. Для уменьшения потерь теплоты через торцы они теплоизолированы. Выбор длины    трубы,    значительно    превышающей    внешний    диаметр,

теплоизоляция торцов, равномерный нагрев трубы по ее длине.

            Сила тока и напряжение измеряются амперметром и вольтметром соответственно, а температура внутренней и наружной поверхностей тепловой изоляции определяется с помощью термопар, подключённых через переключатель к потенциометру. Термопары имеют общий холодный спай, погруженный в термостат.

I - рубильник; 2 - трансформатор; 3 - амперметр; 4 - вольтметр; 5 - труба, 6 - слой тепловой изоляции; 7 - нагревательный элемент; 8 - тепловая защита торцов; 9 - 14 - термопары; 15 - переключатель;   16 - милливольтметр; 17 – термостат.

3.Расчёт

№ п/п	Величина	Значение величины в опытах
1	Показание термопар на внутренней поверхности тепловой изоляции, мВ Е1 Е2 Е3
2	Температура на внутренней поверхности тепловой изоляции,0С tc1 tc2 tc3
3
4	Показание термопар на внешней поверхности тепловой изоляции, мВ Е4 Е5 Е6
5	Температура на внешней поверхности тепловой изоляции,0С tc4 tc5 tc6
6
7	Сила тока J, A
8	Напряжение U, B

Среднеквадратичная относительная погрешность определения коэффициента теплопроводности определяется по формуле

где

4.Вывод:

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет – УПИ

Филиал в г. Краснотурьинске

Кафедра “Оборудование и эксплуатация газопроводов”

ОТЧЁТ

по лабораторной работе №1

ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ ТРУБЫ

Руководитель 

Студент                                                                   

Группа                                                                      Т-34051КТ

2006