Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
Politechnika wrocławska
Sprawozdanie z ćw. 16
Badanie przekazywania ciepła przez przegrodę płaską.
2013-04-23
Grupa nr 3 środa 11:15-13:00
Małgorzata Socha
Joanna Ropicka
Karolina Rebzda
Przemysław Czopek
Sebastian Kurzeja
1. Wstęp teoretyczny
Jednym ze sposobów wymiany ciepła jest przewodzenie. Polega ono na bezpośrednim przekazywaniu energii wewnętrznej cząsteczkom o niższej temperaturze przez stykające się z nimi cząsteczki tego samego lub innego ciała o wyższej temperaturze. Przewodzenie ciepła zachodzi we wszystkich stanach skupienia materii. Konwekcją nazywamy wymianę ciepła pomiędzy powierzchnią ciała stałego i przylegającym do niej płynem, w którym oprócz przewodzenia występuje ruch. Ten sposób wymiany ciepła nazywa się również wnikaniem ciepła.
Przewodzenie i konwekcja wymagają bezpośredniego kontaktu ciał wymieniających energię. Wymiana ciepła może się odbywać również bez tego kontaktu w sposób zwany promieniowaniem. Polega ono na przekazywaniu energii w formie fal elektromagnetycznych. Z punktu widzenia termodynamiki ten sposób przekazywania energii do układu lub z układu należy również zaliczyć do ciepła.
Zazwyczaj mają miejsce złożone przypadki wymiany ciepła polegające na równoczesnym występowaniu dwóch lub trzech sposobów wymiany ciepła
Płaska przegroda w ćwiczeniu oddziela dwa ośrodki o różnych temperaturach t1 i t2. Jeżeli temperatury każdego z ośrodków są wyrównane w objętości i niezmienne w czasie, a przegroda jest dostatecznie rozległa, to zagadnienie można traktować jak jednowymiarowe- temperatura jest funkcją tylko współrzędnej mierzonej wzdłuż osi prostopadłej do przegrody. Gęstość strumienia ciepła jest stała na całej powierzchni przegrody i wynosi q. Rozkład temperatury przedstawiono na schemacie:
W przypadku pojedynczej przegrody na mechanizm przenikania ciepła składa się przejmowania ciepła przez przegrodę od czynnika „w”, proces przewodzenia ciepła oraz przejmowanie ciepła przez czynnik „z” po stronie zewnętrznej przegrody. Przenikanie ciepła jest charakteryzowane współczynnikiem przenikania „k”, zwanym również współczynnikiem Pecleta: k=11αw+δλ+1αz
k ,Wm2∙K - współczynnik przenikania ciepła
αw,αz Wm2∙K - współczynnik przejmowania ciepła oraz
λ, Wm∙K - współczynnik przewodzenia ciepła.
δ=5∙10-3m- grubość ścianki
2.Schemat stanowiska
3.Tabele pomiarowe:
Nr.
ust
1
4
5
2
Tabela wynikowa
q,
mV
q,
Wm2
tg,
mV
tg,
°C
tw,
mV
tw
°C
tz,
mV
tz,
°C
t0, °C
k,
Wm2∙°C
αz,
Wm2∙°C
αw,
Wm2∙°C
λ,
Wm∙°C
1
2,75
55
0,63
16
0,23
6
0,195
5
23
3,44
11
5,5
0,275
Uwaga: w obliczeniach do wszystkich zmierzonych temperatur dodana została t0
4. Przykładowe obliczenia:
Do obliczenia współczynników k ,αw,αz ,λ wykorzystane zostaną kolejno wzory do temperatur zmierzonych dodana została temperatura otoczenia:
q=ktg-to ->k=qtg-to=55Wm239°C-23°C=3,44Wm2∙°C
q=αztz-to -> αz=qtz-to=55Wm228°C-23°C=11Wm2∙°C
q=αwtg-t...