Файл: метод. (Восстановлен).doc

Тепловой поток, излучаемый поверхностью рабочего участка, определяется по мощности электрического нагревателя, которая в свою очередь определяется по показаниям амперметра 6 и вольтметра 7. Для изменения мощности электрического нагревателя в его цепь включен регулятор 4. Температура воды на входе и выходе из калориметра измеряется термопарами 5. Температура рабочего участка определяется по специальному графику зависимости электрического сопротивления рабочего участка от температуры. Определение сопротивления участка выполняется на основе закона Ома по значениям силы тока и напряжения, измеренным посредством амперметра 6 и вольтметра 7.

5. Порядок выполнения работы

Включить установку в сеть и вступить в диалог с программой выполнения работы, заложенной в компьютер.
Включить циркуляционный насос, прокачивающий воду через калориметр.
Выбрать вариант методики проведения исследования. В работе предусмотрена возможность проведения исследований по следующим вариантам:

А – вольфрамовый рабочий участок при различных температурах;
Б – медные рабочие участки с различными характеристиками качеств излучающих поверхностей на одном температурном режиме.

Данные по рабочим участкам приводятся в табл. 2.

Таблица 2

Вариант	Материал	Температура плавления Т_пл, К	Диаметр d, м	Длина участка L, м	Площадь
					поперечного сечения, мм²	поверхности излучения, м²
А	Вольфрамовая проволока	3660	0,2∙10^-3	0,2	3,14·10^-2	12,56∙10^-5
Б	Медная проволока	1356	2∙10^-3		3,14	1,256∙10^-3

На пульте управления включить тумблер питания измерительных приборов и тумблер нагрева рабочего участка.
Плавно вращая регулятор нагрева 4, устанавливают выбранный режим нагрева.
По показаниям амперметра 6 и вольтметра 7 регистрируют значения силы тока и напряжения, соответствующие заданному режиму.
По показаниям термопар 5 регистрируют значения температуры воды на входе в калориметр и выходе из него. Разность температур должна быть в пределах 1…1,5 ºС.
Результаты измерений заносятся в табл. 3.

Таблица 3

Варианты		Падение напряжения U, В	Сила тока I, А	Температура воды		Рассчитываемые величины
А	Б			t_2вх, ºС	t_2вых, ºС	R₁, Ом	T₁, К	T₂, К	Q₁₂, Вт	С₁	ε₁
№ режима	Характеристика поверхности			t_2вх, ºС	t_2вых, ºС	R₁, Ом	T₁, К	T₂, К	Q₁₂, Вт	С₁	ε₁
1
	Тщательно полированная
2
	Полированная
3
	Продолжительно нагреваемая
4
	Окисленная при нагреве

После окончания измерений все регулирующие органы установки приводятся в исходное положение.

6. Обработка результатов измерений

Определяется электрическая мощность нагрева проволоки рабочего участка

, Вт, (1)

где U – падение напряжения на проволоке рабочего участка, В;

I – сила тока на рабочем участке, А.

Определяется омическое сопротивление рабочего участка:

, Ом. (2)

Определяется удельное электрическое сопротивление нагреваемой проволоки рабочего участка:

, , (3)

где R – сопротивление рабочего участка, Ом;

S – площадь поперечного сечения проволоки, мм²;

L – длина рабочего участка между токоподводами, м.

Определяется температура проволоки рабочего участка. Для этого используется градуировочный график зависимости удельного электрического сопротивления материала рабочего участка (r·10⁸, Ом·м) от температуры (T, K) (рис. 6).

Определяется температура Т₂ окружающей проволоку стеклянной стенки, которая охлаждается водой, протекающей через калориметр. В работе принимается, что вся теплота, выделяемая нагретой проволокой при стационарном режиме лучистого теплообмена, отдается через стеклянную стенку охлаждающей воде. Так как термическое сопротивление тонкой стеклянной стенки мало, то принимают, что температура стенкиТ₂ равна средней температуре охлаждающей воды: