ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы регулярного теплового режима первого рода из "Экспериментальное исследование процессов теплообмена " Исследование тепловых свойств веществ может базироваться как на теории процесса теплопроводности в начальной стадии (Fo 0,55) , так и на решениях задач теплопроводности, полученных применительно к основной стадии процесса теплопроводности (Fo 0,55). [c.61] Основная стадия процесса теплопроводности будет рассмотрена при постоянных граничных условиях, когда коэффициент теплоотдачи и температура среды не изменяются во времени (регулярный режим первого рода) при переменных граничных условиях, когда при постоянном коэффициенте теплоотдачи температура окружающей среды изменяется во времени с постоянной скоростью (регулярный режим второго рода) и по периодическому закону (регулярный режим третьего рода). [c.61] Кроме того, для основной стадии процесса теплопроводности будут использованы решения, полученные при произвольных граничных условиях, когда изменение температуры во времени имеет монотонный характер. [c.61] При рассмотрении измерительных методик, построенных на использовании закономерностей температурного поля в начальной стадии процесса теплопроводности, привлекается лишь одно решение. Здесь имеется в виду задача о теплопроводности двух контактирующихся по-луограниченных тел. Она имеет большое практическое значение, так как позволяет получить измерительные методики для одновременного определения комплекса физических величин за один опыт. [c.61] Расчетные уравнения для нестационарных режимов теплопроводности являются более сложными, чем для стационарных. Поэтому нестационарные методы исследования тепловых свойств являются пока недостаточно разработанными и менее распространенными, хотя они имеют ряд преимуществ по сравнению со стационарными методами. [c.61] Нестационарные методы позволяют избежать необходимости измерения тепловых потоков, что связано со значительными трудностями при высоких температурах. [c.61] как правило, являются быстро протекаюидими во времени, часто не требуют значительного времени на предварительную выдержку образцов при определенной температуре. Относительно малая затрата времени на проведение эксперимента снижает требования к тепловой защите опытного образца от теплообмена с окружающей средой, что особенно сложно при высоких температурах из-за значительного возрастания роли лучистого теплообмена. [c.62] Определение тепловых параметров методом нестационарной теплопроводности позволяет в некоторых случаях проводить измерения при непрерывном изменении температуры до желаемого ее значения. Это дает возможность получить сразу соответствующую непрерывную кривую изменения измеряемого теплового параметра в широком интервале температур, в то время как во всех стационарных методах такие кривые строятся по нескольким опытным точкам, соответствующим различным стационарным тепловым режимам, число которых обычно ограниченно. Измерения тепловых параметров различных веществ производятся при относительно небольших перепадах температур, что приближает их средние значения к истинным. [c.62] Л и Д —цилиндрические функции (функции Бесселя) первого рода, соответственно нулевого и первого порядка. [c.63] Изложенные положения о регулярном тепловом режиме в большинстве практичесюих случаев оправдываются как для простых, так и для геометрически сложных тел. Однако могут иметь место некоторые отклонения от них. Так, в [Л. 6] отмечается, что сложные тела со слабыми тепловыми связями отдельных частей в целом очень долго не входят в регулярный режим, хотя в этих частях тела и имеет место регулярный тепловой режим, причем темп охлаждения оказывается различным в зависимости от координат точки и времени. Регулярный режим может долго или вообще не наступать в телах простой геометрической формы, если начальное распределение температуры описывается второй собственной i функцией (см. табл. 2-1). Наоборот, регулярный режим практически наступает мгновенно в теле сложной формы, если начальное распределение температуры подобно первой собственной функции. Отмечая указанные особенности влияния начальных условий на время наступления регулярного режима, Дульнев Г. Н. предложил к признакам этого режима ввести дополнительное условие, состоящее в том, что избыточная температура различных точек тела при регулярном режиме сохраняет один И тот же знак (Л. 7]. Теория регулярного режима была разработана в работах Г. М. Кондратьева, Г. Н. Дульнева Л. 8] и др. Она широко используется в различных расчетах и при проведении экспериментальных исследований. [c.65] Методы регулярного режима отличаются простотой измерительной аппаратуры и проведения опыта. При их нспользовапии основной измеряемой величиной является темп охлаждения. Для этой цели достаточно ограничиться заделкой одной термопары в произвольном месте исследуемого тела. При этом тарировка термопары не обязательна, если зависимость их термо-э. д. с. от температуры является линейной. [c.66] Иногда вместо ожидаемой линейной зависимости логарифма температуры от времени имеет место нелинейная закономерность это свидетельствует о том, что условие постоянства коэффициента теплоотдачи не выполняется, так как он оказывается функцией температурного напора. При этом зависимость а ст At является большей при малых значениях Л , чем при больших. Так, при до 5° С отклонения от среднего значения коэффициента теплоотдачи составляют 14,4%, а при А =65—70 С всего +0,7%. В этих случаях опыты проводить рекомендуется при перепадах порядка 40—45° С [Л. 9]. [c.66] К недостаткам регулярного режима следует отнести необходимость тщательной реализации теоретических предпосылок о постоянстве температуры среды и а в продолжение опыта. Для достижения этой цели иногда приходится затрачивать большое время. [c.66] Ниже приводится описание измерительных методик и соответствующих опытных установок. [c.66] Расчетные формулы для коэффициента формы приведены в табл. 2-2. [c.67] Уравнение (2-14) широко используется как расчетное при -опытном исследовании коэффициента температуропроводности. Последний легко определяется, если найти из опыта темп охлаждения и подсчитать К для исследуемого образца по известной его геометрической форме и размерам. Обычно применяются образцы цилиндрической, шаровой формы, в форме прямоугольного параллелепипеда, архимедова цилиндра и др. [c.67] Схема опытной установки. [c.68] Рассмотрим установку для измерения температуропроводности при температурах, близких к комнатным. [c.68] Опытная установка [Л. 10] состоит из калориметра /, сушильного шкафа 2, жидкостного термостата 3 и измерительных приборов (рис. 2-2). [c.68] Вернуться к основной статье