Krystian Bąk Michał Hajdan Wiktor Szadowiak Mateusz Skwarski

Prezentacja na temat: "Krystian Bąk Michał Hajdan Wiktor Szadowiak Mateusz Skwarski"— Zapis prezentacji:

1 Krystian Bąk Michał Hajdan Wiktor Szadowiak Mateusz Skwarski
Badania wykonali członkowie koła fizycznego „FIZYKOMANIA” działającego w Gimnazjum Nr 8 w Łodzi: Krystian Bąk Michał Hajdan Wiktor Szadowiak Mateusz Skwarski

2 Ciepło. Czym jest właściwie ciepło
Ciepło. Czym jest właściwie ciepło? Pierwsze skojarzenia to ognisko … kominek … słońce … świeca… wszystko co wiąże się z ogniem

3 Ciepło dotyczy każdego z nas

4

5

6  - to wielkość charakteryzująca dany materiał.
Im większa jest wartość , tym więcej ciepła „ucieka” przez badaną substancję.

7 grubości ścian różnicy temperatur pola powierzchni

8 λ – współczynnik przewodnictwa cieplnego
Q – ilość ciepła przepływającego przez ciało S – pole powierzchni przekroju, przez które przepływa ciepło t – czas przepływu ciepła ∆T – różnica temperatur d – grubość przegrody

9

10 Przedmiotem badań jest izolacja termiczna
do rurociągów i urządzeń centralnego ogrzewania ciepłej i zimnej wody w budynkach mieszkalnych, biurowych oraz zastosowaniach przemysłowych RISO 50 produkowanych przez firmę MAT

11 RISO 50 Rodzaj – poliuretan spieniony Gęstość ≈ 20kg/m³
Skuteczność izolacji λ=0,035 W/mK przy 40℃ Odporność temperaturowa – do 135˚C Do poprawy

12 15cm 4cm 4cm Rwew = 2,5 cm Rzew = 5,4 cm Rwew Rzew
Do badań został użyty fragment (15cm długości) izolacji rur prostych o średnicy wewnętrznej 5cm i średnicy zewnętrznej 10,7cm. Badana próbka została zamknięta z dwóch stron poprzez przyklejenie płytek termoizolacyjnych o grubości 4cm (sztywna pianka poliuretanowa) tworząc swoisty rodzaj kalorymetru. W górnej pokrywie kalorymetru zrobiono otwór do wprowadzenia czujnika temperatury wewnętrznej kalorymetru. Do ścianki zewnętrznej przymocowano drugi czujnik do pomiaru temperatury zewnętrznej. Temperaturę mierzono przy użyciu termoelementów. Mierniki pokazują temperaturę mierzoną w ºC. Rwew Rzew Rwew = 2,5 cm Rzew = 5,4 cm

13 I – kalorymetr wypełniony
II – wkład grzejny I – kalorymetr wypełniony ciepłą wodą

14 Wyniki pomiarów Kalorymetr wypełniono wodą o temperaturze około 50ºC.
Wykonywano pomiary spadku temperatury wewnątrz kalorymetru (co 3 minuty), kontrolując jednocześnie temperaturę ścianki zewnętrznej. Wyniki pomiarów L.p. T wew. T zew. t [min] 1 47,5 27 3 … 20 40,7 25 60 ,,Kalorymetr’’ zrobiony z badanej izolacji termicznej Miernik temperatury wewnętrznej Miernik temperatury zewnętrznej

15 Moc grzałki a więc i temperaturę wewnątrz kalorymetru można było regulować poprzez zmianę napięcia zasilania przy pomocy autotransformatora Wyniki pomiarów Grzałka wypełnia wnętrze „kalorymetru” wykonanego z badanej termoizolacji. L.p. T wew. T zew. U[v] t [min] 1 48,5 21 51 12 48,7 22 51,3 60

16 20,1°C 26,3 °C 3600 s 0,028m 0,041m² Czas Grubość Powierzchnia
Różnica temp. 20,1°C 26,3 °C 3600 s 0,028m 0,041m²

17 1.metoda 2.metoda

18 0,035 W/mK

19 Współczynnik przewodnictwa karimaty wynosi

20

21

22 Obliczanie pola przekroju przez które przepływa ciepło
S = Sb + Sp Rwew Rzew Rśr Sb – powierzchnia ścian bocznych Sp – powierzchnia podstaw Rwew = 0,025m Rzew = 0,054m Rśr ≈ 0,04m h

23 Obliczanie ilości ciepła Q przenikającego
przez ścianki „kalorymetru” (I metoda pomiaru) mw - masa wody w kalorymetrze Cw - ciepło właściwe wody ∆T1 - spadek temperatury wewnętrznej w okresie między dwoma pomiarami Czas pomiaru t = 60 minut ∆T1 = 46,5˚C – 39,7 ˚C = 6,8 ˚C

24 Obliczanie współczynnika przewodnictwa cieplnego
badanej próbki d= Rzew-Rwew=0,029m Tw1=47,5ºC-27ºC=20,5ºC Tw2=40,5ºC-25ºC=15,5ºC Tśr= (20,5ºC+ 15,5ºC)/2=18ºC Q=7580J S=0,041m2 t=3600s

25 Obliczanie niepewności pomiarów

26 Dane potrzebne do metody II
λ = współczynnik przewodnictwa U = napięcie = 51,2V R = oporność = 1574Ω dzew = średnica zewnętrzna kalorymetru = 0,107 m dwew = średnica wewnętrzna kalorymetru = 0,05 m l = wysokość kalorymetru = 0,15 m ∆T = różnica temperatur po obu stronach kalorymetru = 26,3K

27 Obliczanie współczynnika przewodnictwa cieplnego
badanej próbki (II metoda)

28 Obliczanie niepewności pomiarów (metoda II)
∆U = ±0,5V ∆R = ± 10Ω ∆l = ±0,005m ∆Twew = 0,1%(pomijalne) ∆dzew = ± 0,003m ∆dwew = ± 0,003m ∆Tzew = ±3℃