دستگاه ها - فرآيندها - موادشيميايي - گزارشکارآزمایشگاه
 آزمايشگاه انتقال حرارت

عنوان آزمایش: انتقال حرارت هدایتی(Conduction)

هدف ازانجام آزمایش:بدست آوردن ضریب انتقال حرارت هدایتی (K)

استاد: آقای صمیمی

تهیه کننده: امیرجعفرعلی

تاریخ انجام آزمایش: 4/2/89

روزآزمایشگاه: صبح شنبه

تئوری آزمایش :

براساس قانون بقای انرژی،انرژی نه ایجاد می شودونه ازبین می رود بلکه ازشکلی به شکل دیگرتبدیل می شود ویا انتقال می یابد. یکی ازروش های انتقال انرژی ازطریق جریان گرما  می باشد اگرچه انتقال انرژی ازطریق شارش گرما رانمی توان مستقیما ً اندازه گیری کرد ولی چون این انتقال به یک کمیت قابل اندازه گیری به نام دما ارتباط دارد دارای مفهوم فیزیکی است.

همان طورکه می دانیم درانتقال حرارت معمولا ًباانتقال گرما ازیک نقطه به نقطه دیگر  به وسیله وجوداختلاف دمابین دونقطه سرو کارداریم . همچنین می دانیم که گرما ازطریق هدایت، جابه جایی وتشعشع منتقل می شود که با استفاده ازسه قانون مهم انتقال حرارت یعنی قانون استفان بولتزمن قابل بررسی ومحاسبه هستند. میزان انتقال حرارت هدایتی درفلزات خالص بیش ترازسایرمواد می باشد و به ترتیب پس ازآن آلیاژها،جامدات غیرفلزی،مایعات و گازها  قرار دارند.

به طورکلی انتقال حرارت هدایتی بین دونقطه را با استفاده ازرابطه زیرکه به قانون هدایت فوریه موسوم است می توان تشریح کرد :

q = -KAdT/dX

دراین رابطه (q ) گرمای منتقل بین دونقطه (A) مساحت سطح عمود برجهت انتقال گرما ، dT/dX گرادیان دما ( تغییرات دما نسبت به فاصله) و(K) ضریب هدایت حرارتی جسم است. البته ضریب هدایت حرارتی برای هرجسمی مقدارمتفاوتی داشته وهمچنین تابعیت دمایی دارد.

شرح آزمایش:

ابتدا قبل ازروشن کردن دستگاه ، دستگاه وات مترراروی صفرتنظیم می کنیم. جریان آب رابه دستگاه برقرارکرده وسپس دستگاه راروشن می کنیم. توان الکتریکی رابرروی 30,40,50W قرارمی دهیم ودماهای موردنظررامی خوانیم.

داده هاونمودارها:

Q=30W

T9

T8

T7

T6

T5

T4

T3

T2

T1

زمان

27.4

27.5

27.8

28.7

30.7

36.1

41.4

45

48.9

0

27.8

28.3

28.8

29

35.2

37.3

40.8

43

44.1

2

28.5

28.9

29.8

30.2

35.4

37.1

40.5

42.4

43.9

4

29.3

30

31

31.6

36.3

36.3

41

42.6

44.6

6

Q=40W

T9

T8

T7

T6

T5

T4

T3

T2

T1

زمان

30.6

31.1

32.2

33

37.1

37.4

42.1

43.9

45.9

0

30

31.9

33.2

33.4

38.1

38.4

43.2

45.1

47.2

2

32.1

32.7

34

33.6

39.3

39.4

4.44

46.3

48.4

4

32.7

33.3

34.6

35.2

40.2

40.3

45.4

47.5

49.6

6

Q=50W

T9

T8

T7

T6

T5

T4

T3

T2

T1

زمان

33.1

33.6

35.1

35.8

40.4

40.6

45.8

47.9

49.9

0

34.5

35

36.2

36.3

41.5

41.7

47.6

49.5

51.9

2

35.8

36.9

37.5

42.8

3.34

43.4

49.2

51.2

53.6

4

36.1

36.7

37.6

37.7

43.5

44.5

51.1

53.2

55.9

6

محاسبات:

D=25.1mm→r =0.01255m

A=μr2→  A= μ(0.01255)2=4.948*10-4

q = 30w

q= -kAdT/dX→K=30/(4.948*10-4)(-325)=130.19

|+| نوشته شده توسط اميرجعفرعلي در شنبه بیست و هشتم بهمن 1391  |
 
 
بالا