Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Шевцова. 2008.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
1 Мб
Скачать
☆

Из (3.5) следует, что

. (3.6)

Таким образом, темп нагревания (охлаждения) характеризует относительную скорость изменения избыточной температуры в любой точке тела в единицу времени. Независимость координат этой точки от времени называется регулярным режимом.

Для регулярного режима из уравнения (3.5) легко получить

, (3.7)

где – постоянная.

Зависимость логарифма избыточной температуры от времени прогрева для любой (произвольной) точки в теле представлена на рис. 1.

Рис. 1. График

(1 – 2) – линейный участок, соответствующий регулярному режиму

Для 0 < τ < τ1 имеем переходный режим. Распределение температур в теле определяется начальными условиями и описывается рядом (3.4).

Для τ1 < τ < ∞ начальные условия не влияют на распределение температур в теле. При этом темп нагревания (охлаждения) для любой точки в теле одинаков. Следовательно, темп нагревания (охлаждения) численно равен тангенсу угла наклона прямой (1 – 2) к оси абсцисс и рассчитывается по формуле

. (3.8)

Теория регулярного режима, разработанная Г.М. Кондратьевым, позволяет по темпу нагревания (охлаждения) определять теплофизические свойства тел (температуропроводность, теплопроводность, теплоёмкость), а также коэффициент теплоотдачи α.

Условия теплообмена тела с окружающей средой определяет число Био :

, (3.9)

где – коэффициент теплоотдачи между поверхностью тела и окружающей средой; – коэффициент теплопроводности материала образца; – характерный размер образца.

При малых значениях числа Вi темп охлаждения m оказывается прямо пропорционален коэффициенту теплоотдачи α и обратно пропорционален теплоемкости образца с:

, (3.10)

где – площадь поверхности тела.

При интенсивном теплообмене с окружающей средой Вi < ∞ темп нагревания (охлаждения) прямо пропорционален коэффициенту температуропроводности а и обратно пропорционален коэффициенту формы тела К:

. (3.11)

Для цилиндрического образца конечных размеров коэффициент формы рассчитывается по формуле

м2 (3.12)

где – радиус цилиндрического образца; h – высота цилиндрического образца.

4. Схема установки

Схема экспериментальной установки для определения тепловых свойств твердых тел методом регулярного режима приведена на рис. 2.

Рис. 2

1 – корпус термостата с изоляцией 8 – спаи термопар

2 – жидкость термостатирующая 9 – термометр контактный

3 – стакан 10 – термометр лабораторный

4 – образец медный 11 – нагреватель

5 – ампула стальная 12 – мешалка

6 – вещество исследуемое 13 – блок управления

7 – пробирка 14 – вольтметр цифровой В7-38