Описание опытной установки и методика проведения эксперимента. Изучение процесса лучистого теплообмена и факторов, влияющих на его интенсивность, проводилось калориметрическим методом с использованием имитационного

Изучение процесса лучистого теплообмена и факторов, влияющих на его интенсивность, проводилось калориметрическим методом с использованием имитационного моделирования.

Опытная установка состоит из нагреваемой электрическим током молибденовой нити (проволоки) 2, которая помещается в стеклянный калориметр 1 (рис. 1). Калориметр представляет из себя герметичный цилиндрический сосуд с двухслойной стеклянной оболочкой. Концы молибденовой проволоки запаяны в стенки сосуда. Проволока нагревается вследствие пропускания через нее электрического тока. В зависимости от напряжения, подаваемого на образец, температура проволоки может меняться в широких пределах. Длина молибденовой нити l составляет 0,1 м, а ее диаметр d равен
0,05 мм.

Рис. 1. Схема опытной установки по определению степени черноты
образцов

1 – стеклянный калориметр; 2 – исследуемый образец; 3 – вольтметр;
4 – амперметр; 5 – регулятор напряжения; 6 – насос; 7 – хромель-копелевые
термопары

Калориметр выполнен с двойными стенками, между которыми циркулирует охлаждающая вода. Значительный расход воды обеспечивает постоянство температуры поверхности внутренней полости калориметра, которая является тепловоспринимающей. Диаметр внутренней полости калориметра значительно больше диаметра проволоки. Для снижения тепловых потоков, передаваемых от нагретой проволоки к стенкам сосуда путем конвекции и теплопроводности, в сосуде создан вакуум (остаточное давление воздуха в сосуде не превышает 10^-5 мм рт. ст.). При этих условиях можно считать, что нагретая проволока передает тепло стенкам сосуда только излучением.

Электрическое напряжение U подается к молибденовой нити через регулятор напряжения - понижающий трансформатор 5 и измеряется цифровым вольтметром 3, установленными на пульте управления № 1. Сила электрического тока, проходящего через молибденовую нить, измеряется цифровым амперметром 4, расположенным также на пульте управления № 1. Показания цифровых вольтметра и амперметра может быть также сняты с экрана монитора.

Вода прокачивается через стеклянный калориметр насосом 6. Температура воды на входе tвх и выходе tвых из калориметра измеряется хромель-копелевыми термопарами 7. Электродвижущая сила термопар преобразуется в температуру, значение которой может быть снято с экрана монитора или с на пульта управления № 4.

Перед проведением исследования лаборант или преподаватель, проводящий лабораторные занятия, устанавливает на стенд модель опытной установки, подключает модель к согласующему устройству, а затем включает компьютер. Из главного меню компьютера вызывается имитационная модель лабораторной установки «Исследование лучистого теплообмена».

При проведении эксперимента лаборант или преподаватель регулирует напряжение, подаваемое на исследуемый образец. Рекомендуется устанавливать напряжение U, подводимое к молибденовой нити, в диапазоне
от 1,0 до 8,0 В. Студенты для каждого из задаваемых режимов фиксируют либо с экрана монитора, либо на цифровых приборах пультов управления
(№ 1, 4) параметры опытов и записывают их в таблицу опытных данных
(табл. 1).

Таблица 1

Опытные данные по исследованию лучистого теплообмена

Число опытов определяется преподавателем, проводящим лабораторные занятия.

Поиск по сайту: