稳态时T1、T2的值(转换见附录2的分度表)T1= T2= 1 2 3 4 5 VT1(mV) VT2(mV) 散热速率: 时间(秒) 30 60 90 120 150 180 210 240 T2(mV)
2、 据试验结果,计算出不良导热体的导热系数,导热系数单位换算:
1cal?g
?1??C?1=418.68W/m?K,(硅橡胶的导热系数由于材料的特性不同,范围为
0.072~0.165W/m?K, 金属铝的导热系数为285.25W/m?K),并求出相对误差。
附录1 试验举例
例:试验时室温7.5C,热电偶冷端温度0C。待测样品:硬橡皮盘。直径Dp=13.02cm,厚hB=0.85 cm。黄铜盘质量m=1053g, c=0.09197cal?g
3.45 2.41 3.43 2.42 3.42 2.43 3.42 2.44 3.42 2.44 ?1????C?1,厚hp=0.95 cm。
3.42 3.42 2.45 3.43 2.45 3.42 2.45 3.42 2.45 加热置于高档。20~25分钟后,改为低档,每隔5分钟读取温度示值见下表: VT1(mV) VT2(mV) 2.44 由于热电偶冷端温度为0C,对一定材料的热电偶而言。当温度变化范围不太大时,其温差电动势(mV)与待测温度(C)的值为一常数。故可知稳定之温度对应之电动势为T1=3.42mV及T2=2.45mV。
测量黄铜在稳态值T2附近的散热速率时,每隔30S记录的温度示值见下表: T2(mV)
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??2.57 2.53 2.49 2.45 2.41 2.37 计算硬橡皮的导热系数:
??mc?T(Rp?2hp)?hB1?2
?t(2Rp?2hp)(T1?T2)?RB?4 =4.7×10
cal?s
?1?cm?1?C?1?0.0020W?cm?1?C?1
在计算上式中,从有效数字可知,其不确定度主要来源于冷却速率这一项,即:
?????T?0.02??0.13 ≈
??T0.16?1??1 故:???0.0003W?cm?C
因此:?????(0.0020?0.0003)W?cm?1?(0.20?0.30)W?cm?1??C?1
附录3 直流电位差计测电热偶温差电势
温度 (? 热电势(mV) 0 0.000 0.391 0.789 1.196 1.611 2.035 2.467 2.098 3.357 3.357 4.749 4.749 1 0.039 0.430 0.830 1.237 1.653 2.078 2.511 2.953 3.402 3.402 4.796 4.796 2 0.078 0.470 0.870 1.279 1.695 2.121 2.555 2.997 3.447 3.447 4891 4.844 3 0.117 0.510 0.911 1.320 1.738 2.164 2.599 3.042 3.493 3.493 4.987 4.891 4 0.156 0.549 0.951 1.361 1.780 2.207 2.643 3.087 3.538 3.538 5.035 4.939 5 0.195 0.589 0992 1.403 1.882 2.250 2.687 3.0131 3.584 3.584 5131 4.987 6 0.234 0.629 1.032 1.444 1.865 2.294 2.731 3.176 3.630 3.630 5.179 5.083 7 0.273 0.669 1.073 1.486 1.907 2.337 2.775 3.221 3.676 3.676 4.939 5.083 8 0.312 0.709 1.114 1.528 1.950 2.380 2.819 3.266 3.721 3.721 5.131 5.131 9 0.351 0.749 1.155 1.569 1.992 2.424 2.864 2.864 3.767 4.231 5.179 5179 C) 0 10 2 30 40 50 60 70 80 90 100 110 - 7 -
附录3 直流电位差计测电热偶温差电势 一、电热偶测温原理
热电偶亦称温差电偶,是有A、B两种不同材料的金属丝的端点彼此紧密接触而组成的。当两个接点处于不同温度时(如图2),在回路中就有直流电动势产生,该电动势称温差电动势或热电动势。当组成热电偶的材料一定时,温差电动势EX仅与两接点处的温度 ,并且两接点的温差在一定的温度范围内有如下近似关系式:
Ex?a(t?t0)
式中a称为温差电系数,对于不同金属组成的热电偶,a是不同的,其数值上等于两接点温度差为1℃时所产生的电动势。
为了测量温差电动势,就需要在图2的回路中接入电位差计,但测量仪器的引入不能影响热电偶原来的性质,例如不影响它在一定的温差t-t0下应有的电动势Ex值。要做到这一点,实验是应保证一定的条件。根据伏打定律,即在A、B两种金属之间插入第三种金属C时,若它与A、B的两连接点处于不同一温度t0 (图3),则该闭合回路的温差电动势与上述只有A、B两种金属组成回路时的数值完全相同。所以,我们把A、B两根不同化学成分的金属丝的一端焊在一起,构成热电偶的热端(工作端)。将另两端各与铜引线(既第三种金属C)焊接,构成两个同温度(t0)的冷端(自由端)。铜引线与电位差计相连,这样就组成一个热电偶温度计。如图4所示。通常将冷端置于于冰水混合物中,保持
t0?0℃,将热端置于待测温
度处,即可测得相应的温差电动势,在根据事先校正好的曲线或数据来求出温度t。热电偶温度计,的优点是热容量小,灵敏读高,反应迅速,测温范围广,还能直接把非电学量温度转换成电学量。因此,在自动测温、自动空温等系统中得到广泛应用。
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二、测量不骤:
1、 在UJ36a型直流电位差计机箱底部的电池中分别装入1.5V及9V电池。
2、将TC-型导热系数测定仪面板上的“外接”两接线柱与UJ36a“未知端”之间用导线连接(注意极性)。
3、UJ36a的量程开关向“×0.2”。调节“调零”电位器,使检流计指零。
4、将扳键开关推向“标准”位置,调节工作电流调节“Rp”旋钮,使检流计指零(一般称“工作电流标准化”)。
5、将扳键开关打向“未知”,调节步进测量盘和滑线盘,使检流计指零,未知电动势:E=(步进盘示值+滑线盘示值)×0.2
6、在测量过程中,应经常使工作电流标准化,使测量精确。
附录4 PID智能温度控制器
该控制器是一种高性能、可靠好的智能型调节仪表,广泛使用于机械化工、陶瓷、轻工、冶金、热处理等行业的温度、流量、压力、液位自动控制系统。控制器面板布置图:
图5温度控制器面板布置图
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具体的温度设置步骤如下: 1、 先按设定键(SET)。
2、 按住移键(< ,需要调整的住数,小数点移大到位数后面,就是需要调整的位数。(或连
续按键(∧)或减键(∨),得到所需温度值)。 3、 按加键(∧)或减键(∨)得到所需温度值。
4、 再连续按设定键(SET)6次,直到流程结束End即可,如需要该变温度设置,只要重
复以上步骤就可。操作过程可按下图进行(图中数据为出厂时设定的参数):
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