Ысаша теориялы млімет

Жылу ткізгіштік коэффициенті физикалы параметр болып есептеледі. Ол денені жылу ткізгіштік абілетін не заттаы жылуды тасымалдау арындылыын крсетеді жне жалпы аланда температураа, берілген немесе алынан жылу млшеріне, ысыма, кезектілікке, ылалдыа жне затты тріне туелді. Ол санды трде білік температуралы градиентті gradt (K/M), жылу аысыны тыыздыына q (Вт/м2) те.[1-3].

, Вт/(м К) (5.1)

Затты жылу ткізгіштік коэффициентіні, ондаы жылу ткізу процесін аналитикалы трде жазу шін керек.

 

5.1- суретте жылу ткізгішті анытау шін олданылан динамикалык -калориметр дісіні жылу слбасы (схемасы) крсетілген, оны теориялы негізі [11]-да толы берілген.

Зерттелетін лгі зат (4), тйістіруші тілімше (3) мен сыры (5), табаннан (1) келетін жылу аыны Q() мен бір алыпты трде ыздырылады. Сырыты (5), лгі затты (4), жылу лшеуіш тілімшелер (2) мен (3) ырлы беттері адиабатты ошауланан.

Сыры (5) пен тйістіруші тілімше (3) мыстан жасалан. Оан жоары жылу ткізгіштік асиеті боландытан, онда температуралы айырмашылыы те аз.

Тілімше (2) арылы тетін жылу аыны Q() аз млшерде тілімшені зіне сііріледі. алан блігі тілімшені (3), лгі зат (4) пен сырыты (5) ыздыруа жмсалады. Жйе лшемдері лгі зат пен тілімшені сііретін жылу аыны, сырыты сііретін жылу аынына араанда 5-10 есе аз етіп тадалан. Бл жадайда лгі зат пен (4) тілімшені (2) температуралы рісі, сызыты пен тратылыа жаындайды. Сыналатын лгі, зат (4) аткылы тетін жне сыры (5) сііретін Q3() жне тілімшені (жылу лшеуішті) орта имасынан тетін Qж.() жылу аындары мына формулалар бойынша аныталады:

 

, Вт (5.2)

, Вт; (5.3)

 

Мндаы 3- лгі заттаы температура айырмашылыы, К; F3- лгі затты има бетіні ауданы, м2; R- сыры пен (5) тйістіруші тілімше (3) арасындаы жылу кедергісі, м2 К/Вт; СС- сырыты (5) толы жылу сыйымдылыы, Дж/К; С3 – лгі затты (4) толы жылу сыйымдылыы, Дж/К; b- лшем жргізілетін яшыты ыздырылу жылдамдыы, К/С; К*ж.о- тілімшелікті 2 (жылу лшеуішті) жылу ткізгіштігін крсететін пропорционалды коэффициент, Вт/К; ж.о- жылу лшеуішті тілімшелігіндегі (2) температура айырмашылыы, К; Сж.о – жылу лшеуіш тілімшені (2) толы жылу сыйымдылыы, Дж/К; Ст- тйістіруші тілімшені (3) толык жылу сыйымдылыы, Дж/К.

Сыры (5) пен тйістіруші тілімшелік (3) арасындаы жылу кедергісі мына формуламен аныталады:

 

R = R3 + RК, (5.4)

 

Мндаы R3 - лгі затты жылу кедергісі, м2 К/Вт; RК - тйістіруді жылу кедергісін, самайтындыы мен термопарды біріктірілген жеріні кедергісін есепке алатын тзеткіш, м2 К/Вт.

лгі затты жылу кедергісі мына формуламен аныталады:

 

Rзат = h/. (5.5)

Мндаы h - сыналатын лгіні биіктігі, м; - лгі затты жылу ткізгіштігі, Вт/(М.К).

(5.2), (5.3), (5.4), (5.5) формулаларды есепке ала отырып лгі затты жылу кедергісі мен оны жылу ткізгіштігін мына формуламен анытауа болады:

 

. (5.6)

 

Мндаы - лгі затты жылу сыйымдылыын есепке алатын тзеткіш.

 

. (5.7)

мнда

СЗ=СЗ( t) mЗ ; (5.8)

 

СС=См( t) mС ; (5.9)

 

Мндаы СЗ( t), См( t) - лгі затты меншікті жылу сыйымдылыыны бадарлама мні жне мысты меншікті жылу сыйымдылыы, Дж/(кг.К); m3, mC – лгі зат пен сырыты массасы, кг.

См(t) жне С3(t) мндері 5.2-кестеде берілген.

лгі затты жылу ткізгіштік коэффициенті (6.5) бойынша мынаан те

. (5.10)

лгі зат мнінін орта температурасы арылы жргізілуге тиіс, мына формула бойынша есептеледі

, (5.11)

мнда - жылу ткізгішті лшеу кезіндегі температура, С; – хромель-алюмель термопарасыны сезімталдыы, К/Мв (5.2-кесте); - лгі заттаы температуралы айырмашылы, мВ (5.3-кесте);

жне RT сыналатын лгі заттарды асиеттеріне байланысты емес, олар ткізгішті «тратысы» болып есептеледі. детте Rк мні =2…5 Вт/(м.К) те материалдар шін беріледі жне лгі затты жылу кедергісінен R3 10...20%-тен аспайды.

жне RK-ні анытау шін ГОСТ 15130-86 КВ табалы кварцтан жасалан шыны жне ГОСТ 859-78 М1 табалы мыстан жасалан лгілі лшем бойынша жргізіледі (градуирлейді), сосын оны нтижесін 5.3-кестеге енгізеді.

Сыналатын лгіні жылу ткізгіштігін аныктау шін, ртрлі дегейдегі температурадаы жылу лшеуіш ж. пен лгі заттаы 3 температуралы айырмашылытарын да лшеу керек, мкВ Пж.о (ПТ) жне П3 (По)-да лшейді. Термо-ЭКК (мкВ) мнін мВ мніне (мкВ.10-3=мВ, 5.3-кесте) ауыстыру керек, сонда мВ мні Кельвин температурасына ауыстырылады.

 

, К жне , К; (5.12)

 

мнда , - жылу лшеуіш тілімшелігі (2 ) мен лгі заттаы (4) температуралар айырмашылытары, мВ.

лшеуішті градуирлеу дегеніміз - жылу лшеуішті жылулы ткізгіштігін тжірибелі трде анытап, лгі затты тйістіруші кедергісін, термопараны бекітілуін, динамикалы ателігін жне термопараны градуирлеуді сассыздыын есепке алатын тзетушілікті RK анытау болады.

анытау шін бес рет тжірибе ткізіледі, мнда лгі ретінде ГОСТ 15130-86 КВ табалы ерітілген кварцты жылу ткізгіштігіні лгілі мні пайдаланылады. 5.2- кестесін ала отырып, тжірибе нтижелері 5.3-кестесіне енгізіледі. есептелу - тзеткіш RК кмегінсіз мына формуламен есептеледі:

 

. (5.13)

 

 

Мндаы - лгі заттаы температура айырмашылыы, мкВ; – термопараны жмыс абатындаы температура айырмашылыы, мкВ.

Жылу кедергісі RK анытаанда, М1 табалы мыстан жасалан лгіні (лгіні диаметрі 15мм, биіктігі – 5мм) кмегімен бірнеше тжірибелер жргізіледі. Тжірибе нтижелері 5.3-кестеге енгізілді. RТ-ні анытау мына формуламен жргізіледі:

; (5.14)

Мндаы - мыс лгіні биіктігі ( = 5.10-3,м). М - мыс лгіні жылу ткізгіштігі, Вт/(м.К);

Температураа байланысты жылу ткізгішті мні, 5.2-кестесінде берілген.

RT орта мнін ескеріп, дл есептеу мына формула бойынша жасалынады:

. (5.15)

 

Мндаы - КВ табалы кварц шыныны жылу ткізгіштігі, Вт/(м.К) (5.2-кестеде келтірілген); - КВ табалы лгілі кварц шыныны биіктігі ( = 4.10-3,м), м; F- КВ табалы кварцтан жасалан шыны лгісіні има бетіні ауданы, м2; - КВ табалы кварцтан жасалан лгіні жылу ткізгіштігін есептейтін тзеткіш; - жылу кедергісін RK есептейтін тзеткіш

. (5.16)

Есептелген -ні орта мндері, келесі орындалатын жмыстар шін олданылады.

жне RК-ні анытаудаы ателер кездейсо болып табылады. Оларды мндері, тжірибе ткізушіні мамандыы мен тжірибесіне байланысты, олар 5 жне 10%-тен аспауа тиіс.

 

5.4 Жмысты істеу дістемесі, ИТ- - 400 приборды (аспапты)