| 23 | 42 | 23,3 | 43
150 | 20 | 36 | 20 | 39 | 20 | 35 | 20 | 36,7
175 | 16 | 29 | 16 | 32 | 16 | 28 | 16 | 29,7
200 | 11 | 21,5 | 12 | 26 | 12,5 | 23 | 11,8 | 23,5
При визначенні РК проводили серію експериментів із зразком міді марки М1 (ГОСТ 859 – 66) діаметра зразка 15,35 мм, висота – 5,36 мм. Експериментальні дані заносили в табл. 4.2 і обчислювали середні, аналогічно як при визначенні КТ.
Таблиця 4.2
t,°C | Дослід №1 | Дослід №2 | Дослід №3 | Середнє
nt | n0 | nt | n0 | nt | n0 | nt | N0
50 | 32 | 9 | 33 | 9 | 34,5 | 9 | 33,17 | 9
75 | 39 | 10 | 31,5 | 8 | 28 | 6 | 32,83 | 8
100 | 42,5 | 10,5 | 38,5 | 9 | 26 | 5 | 35,67 | 8,17
125 | 45 | 10,5 | 44 | 10 | 24,5 | 4 | 37,83 | 8,17
150 | 44 | 8 | 37 | 7 | 23 | 3 | 34,67 | 6
175 | 33 | 5 | 31 | 5 | 20 | 2 | 28 | 4
200 | 25 | 2 | 25 | 2,5 | 16 | 1,5 | 22 | 2
Розрахунок РК проводили за формулою:
, (4.4)
де М – теплопровідність мідного зразка, Вт/м К;
hM – висота мідного зразка, м.
Після цього проводили уточнений розрахунок КТ з урахуванням середнього значення РК за формулою:
, (4.5)
де – теплопровідність кварцевого скла марки КВ, Вт/ м К;
h – висота зразка із кварцевого скла марки КВ, Вт/ м К;
S – площа поперечного перерізу зразка, м2;
с – поправка, яка враховує теплоємність зразка із кварца марки КВ;
к – поправка, яка враховує тепловий опір РК:
. (4.6)
Отримані дані заносимо в табл. 4.3:
Таблиця 4.3
Результати градуювання вимірювача
t,°C | T,K | KT (уточн.),
Вт/К | PK• 10-4,
K•м2/Вт | СС,
Дж/К
50 | 323 | 0,098518 | 4,49917 | 16,5052
75 | 348 | 0,10580786 | 3,82709 | 16,6736
100 | 373 | 0,1112749 | 2,2876 | 16,842
125 | 398 | 0,11327365 | 3,19222 | 16,9689
150 | 423 | 0,1192099 | 2,4759 | 17,0525
175 | 443 | 0,1263509 | 1,93756 | 17,0525
200 | 473 | 0,144176 | 1,057 | 17,1788
Методика дослідження. Дослідження залежности теплопровідности композиційних матеріалів від температури виконано із застосуванням приладу ИТ–400 в монотонному режимі нагрівання на зразках циліндричної форми діаметром 15 0,4 мм і висотою 3 – 5 мм в залежности від очікуваного значення теплопровідности. Плоскі поверхні зразків притиралися шліфувальним порошком на контрольній плиті до шорсткости не нижче RZ = 0,63. Число повторних дослідів дорівнювало 3. Для зменшення контактного теплового опору робочі поверхні зразка, тепломіра і мідного стержня змащували тонким шаром поліметилфенілсилоксанової рідини ПФМС–4. Під час нагріву через кожні 25 (температура стержня) вимірювали перепади температури на зразку (n0) і на тепломірі (nt), пропорційно числу поділок шкали гальванометра.
Вимірювання проводили в інтервалі температур 323–473 К, згідно стандартної методики. Знаходили середні значення n0 і nt за формулою (4.1). Розрахунок теплопровідности проводили в такій послідовності:
1)
розраховували поправку на теплоємність зразка с за формулою (4.3),
де С0=С0(t)m0 – повна теплоємність зразка, яка рівна добутку питомої теплоємності цього зразка за певної температури на масу зразка, Дж/К (вплив с не перевищує 5–10 й може оцінюватися за орієнтовними даними теплоємности зразка);
2)
розраховували тепловий опір зразка R0 за формулою:
; (4.7)
3)
розраховували теплопровідність досліджуваного зразка за формулою:
, (4.8)
де h – висота досліджуваного зразка.
4.2.2. Теплоємність
Градуювання вимірювача ИТС–400 полягало в експериментальному визначенні теплоємности тепломіру КТ . Для цього проводили серію із трьох дослідів з порожньою ампулою і стільки ж з мідним зразком. Включали основний нагрівач і встановлювали за вольтметром блоку живлення і реґулювання початкову напругу 40 В. Включали секундомір при досягненні температури 323 К (при проходженні світлового показника приладу Ф–136 через нуль шкали) і переводили перемикач “ИЗМЕРЕНИЕ” в положення t2. Виключали секундомір при проходженні світлового показника через нуль шкали. Повторювали вимірювання t при значеннях температур від 323 до 473 К.
Теплопровідність тепломіру визначали за формулою:
, (4.9)
де Сзр.м. – повна теплоємність мідного зразка, Дж/К;
тм – середнє значення часу запізнення на тепломірі в експериментах з мідним зразком, с;
т0– середнє значення часу запізнення на тепломірі в експериментах з порожною ампулою, с.
Середнє значення часу запізнення на тепломірі визначаємо як середнє арифметичне трьох експериментів. Середнє значення часу запізнення на тепломірі в експериментах з мідним зразком визначали за формулою:
, (4.10)
де – виміряний час запізнення на тепломірі в експерименті з мідним зразком, с;
n – число вимірювань (n = 3).
Аналогічно визначали середнє значення часу запізнення на тепломірі в експериментах з порожною ампулою за формулою:
, (4.11)
де – виміряний час запізнення на тепломірі в експерименті з порожньою ампулою, с.
Результати обчислень заносимо в таблиці 4.4 і 4.5:
Таблиця 4.4
Досліди з мідним зразком
t,єC | Дослід №1 | Дослід №2 | Дослід №3 | середнє
тм, с | тм, с | тм, с | ,с
50 | 36,6 | 36 | 36,3
75 | 43 | 37,4 | 37,2 | 39,6
100 | 42,2 | 36 | 38,4 | 38,97
125 | 40,8