Порядок проведения эксперимента.

Измерения проводятся последовательно для эталонной и исследуемых сред.

Исследуемая (эталонная) среда заливается в цилиндрический сосуд. По оси сосуда вводится датчик-зонд. Перед началом опытов включается стабилизированный источник питания. С помощью переменного сопротивления устанавливается напряжение, подаваемое на нагреватель зонда. Контроль напряжения производится вольтметром. Затем включается источник питания мостовой измерительной схемы и рукояткой устанавливается напряжение питания мостовой измерительной схемы. Одновременно переменным сопротивлением "баланс моста" стрелка каретки потенциометра перемещается в нулевое положение. Контроль напряжения питания моста производится вольтметром. После включения лентопротяжного механизма КСП-4 прибор готов к непосредственному измерению коэффициента теплопроводности. Для этого включается тумблер "датчик", после чего на нагреватель зонда подается постоянная электрическая мощность. С момента подачи мощности температура увеличивается, изменяется сопротивление термометра сопротивления, а соответствующий разбаланс мостовой схемы записывается на диаграммной ленте в виде термограмм.

Запись термограмм продолжается до наступления стационарного режима или близкого к нему. Продолжительность опыта, как правило, не превышает 60-90 секунд. Для исключения случайных погрешностей каждый опыт необходимо повторить 3-4 раза. Затем находят среднее значение коэффициента теплопроводности исследуемой жидкости при данной температуре.

Температура устанавливается с помощью термостата соответственно 20,40,60°С. При этих значениях температуры проводят измерения по указанной методике и строят график зависимости коэффициента теплопроводности от температуры. Значения коэффициента теплопроводности эталонной жидкости ПМС-100 приведены в таблице:

Термограммы для эталонной и данной группы исследуемых сред снимают при одинаковой выбранной мощности нагрева зонда и напряжении питания измерительной мостовой схемы. Мощность питания нагревателя не должна быть слишком велика, так как при этом увеличивается опасность возникновения свободной конвекции, особенно для маловязких сред. О возникновении конвекции можно судить по появлению на термограмме колебаний кривой.

Обработка термограмм.

Теплопроводность исследуемой среды определяется по формуле:

где - коэффициент теплопроводности эталонного вещества, , - изменение температуры зонда за время Dt для эталонной и исследуемой сред соответственно. Для определения коэффициента теплопроводности поступают следующим образом: на термограммах эталонного вещества (рис.2) и исследуемой среды (рис.3) выбирают участки, соответствующие временам t₁ и t₂ и находят изменение температуры , . В связи с тем, что в расчетную формулу входит отношение температур, по термограммам можно находить t и Т в линейных величинах (мм), т.к. скорость движения диаграммной ленты постоянна, а температурная зависимость термометра сопротивления линейна. Найденные значения подставляются в расчетную формулу для определения коэффициента теплопроводности.

Обработку результатов измерений производят по форме, приведенной в таблице:

(В работе в качестве эталонной жидкости используется глицерин l=0.28 Вт/м×К)

Рис. 1. Схематический рисунок установки, где

1 – исследуемая жидкость;

2 – цилиндр;

3 – термостат;

4 – датчик-зонд.

Рис.2.Термограмма эталонной среды.

Рис.3.Термограмма исследуемой среды.