NAPRAVA ZA DOLOČANJE SPECIFIČNE TOPLOTNE PREVODNOSTI TRDNIN S KONTROLO TEMPERATURE ZRAKA NA MEJNIH PLOSKVAH

Transcription

1 NAPRAVA ZA DOLOČANJE SPECIFIČNE TOPLOTNE PREVODNOSTI TRDNIN S KONTROLO TEMPERATURE ZRAKA NA MEJNIH PLOSKVAH Diploki einar na bolonjke študijke prograu 1. topnje Fizika Nejc Duh Mentor: doc. dr. Robert Repnik Soentor: red. prof. dr. Alekander Zidanšek Maribor, 014

2 DUH, N.: Naprava za določanje pecifične toplotne prevodnoti trdnin kontrolo teperature zraka na ejnih plokvah. Diploki einar, Univerza v Mariboru, Fakulteta za naravolovje in ateatiko, Oddelek za Fiziko, 014. IZVLEČEK Meritve toplotne prevodnoti trdnin o zahtevne, aj k prenou toplote pripevajo prevajanje, konvekcija in evanje. Izdelali o erilnik, kjer lahko vpliv konvekcije in evanja iniizirao. Merilnik je etavljen iz dveh izoliranih zračnih koor, ed kateri potavio erjenec. Teperaturo zraka v poaezni koori regulirao z bakreni piralni grelniko, kozi katerega teče voda. Specifično toplotno prevodnot določio z eritvijo anih pretokov vode, ki egreva zrak v koori z vioko teperaturo in ohlaja zrak v koori z nizko teperaturo, z eritvijo teperaturnih razlik pritekajoče in iztekajoče vode v obeh koorah ter teperaturne razlike ed kooraa. Ključne beede: toplotna prevodnot, toplotni tok, naprava za določanje pecifične toplotne prevodnoti trdnin ABSTRACT Theral conductivity i relatively difficult to deterine becaue heat can be tranferred by conduction, convection and radiation. We deigned a device, in which the ipact of radiation and convection i negligible. The device conit of two eparate air chaber with the tet object between the. The teperature of the chaber are regulated via water filled copper coil. Theral conductivity i deterined fro the eaured a fluxe of water, difference between the teperature of water flowing into the chaber and water flowing out of the chaber and difference between the air teperature in chaber with high teperature and chaber with low teperature. Key word: heat tranfer, heat flow, device for eauring the pecific heat coefficient theral conductivity II

3 Vebina 1 Uvod... 1 Izdelava erilnika za določanje pecifične toplotne prevodnoti trdnin Grelni ite Povezava ešalnega tripotnega ventila črpalko Hladilni ite Določanje pecifične toplotne prevodnoti Meritve in rezultati Analiza rezultatov Zaključek III

4 1 Uvod V vakdanje življenju opažao, da va telea, ne glede na njihovo začetno teperaturo, po dovolj dolge čau doežejo toplotno ravnoveje z okolico. Telea tako dolgo izenjujejo toploto z okolico, da e teperatura telea izenači teperaturo okolice. Toplota ed telei prehaja na več načinov: prevajanje, konvekcijo in evanje. Specifična toplotna prevodnot je latnot novi, ki pove, koliko toplote e prenee na čaovno enoto kozi 1 novi, če je teperaturna razlika ed krajiščea 1 K [1]. Snovi z nizko pecifično toplotno prevodnotjo ienujeo toplotni izolatorji. Zelo dober toplotni izolator je npr. politiren. Snovi, ki iajo vioko pecifično toplotno prevodnot, ienujeo prevodniki. Prier dobrega toplotnega prevodnika o kovine. Ekperientalni potopki za določanje pecifične toplotne prevodnoti o izjeno zahtevni. Meritev je potrebno zataviti tako, da je vpliv evanja in konvekcije v notranjoti erilnika zanearljiv. Težave povzročajo predve električni grelniki v erilnikih. Zaradi izgub, ki jih povzročajo radialni toplotni tokovi po grelniku, je nareč zelo zahtevno natančno določiti oč grelnika []. Pri doedanjih praktičnih in cenovno dotopnih erilnikih pecifične toplotne prevodnoti tankih aterialov prihaja do težav, aj ne oreo zaneariti plati zraka ed grelce in erjence [3]. V ta naen o želeli izdelati erilnik, ki bo oogočal eritve pecifične toplotne prevodnoti tankih plati novi. Natančnot eritve pecifične toplotne prevodnoti je odvina od teperaturne razlike pri eritvi, zato o izdelali erilnik z relativno vioki teperaturni razpono, da lahko erio pecifične toplotne prevodnoti v različnih teperaturnih intervalih. V nadaljevanju najprej opišeo izdelavo naprave (poglavje ). V poglavju 3 nato opišeo potopek eritev ter izračuna pecifične toplotne prevodnoti. V poglavju 4 predtavio eritve pecifične toplotne prevodnoti za teklo in politiren in izerjene vrednoti prierjao z vrednoti pecifične toplotne prevodnoti, ki o podane v literaturi. Merilnik nato uporabio za erjenje pecifične toplotne prevodnoti za aterial z neznano vrednotjo pecifične toplotne prevodnoti. V 5. poglavju analizirao eritve in določio obočje delovanja erilnika. Izdelava erilnika za določanje pecifične toplotne prevodnoti trdnin Merilnik je etavljen iz dveh koor (toplotnih rezervoarjev), ed kateri potavio erjenec. V prvi koori zrak egrejeo do izbrane vioke teperature in nato to teperaturo ohranjao. V drugi koori pa zrak ohladio do izbrane teperature in nato ohranjao to teperaturo. Zgradba obeh koor je identična, debelina njune izolacije je veliko večja od debeline erjenca. Koori egrevao in ohlajao z vodni toko kozi bakrene tuljave. 1

5 Slika 1. Sheatki prikaz erilnika Koori (lika ) o izdelali iz aluinija z debelino 1, ki e tipično uporablja za trešne kritine. Koori ta kvadratne oblike z zunanjo dolžino tranice 70 c ter z notranjo dolžino tranice 50 c. Med obe plati aluinija o vtavili izolacijo Styrodur 800C podano pecifično toplotno prevodnotjo 0,035 W/K [4]. V koore o potavili bakrene cevi preero 10,0, ki o jih zvili v tuljavo z 10 navoji in preero 30,0 c (lika ). Ve poje ed ploščai ektrudiranega politirena o zapolnili z izolacijko poliuretanko peno. S peno o zapolnili tudi ve izvrtine, da o iniizirali izgube (lika 3). Slika. Setavni eleenti ene koore; a) ohišje, izdelano iz aluinija z debelino 1,0, b) izolacijki aterial XPS ektrudirani politiren in c) tuljava iz bakrene cevi.

6 Slika 3. Prikaz zapolnitve pojev izolacije koore poliuretanko peno.1 Grelni ite Pri izdelavi grelnega itea o naleteli na veliko težav. Sprva o želeli ai narediti grelnik, katerega egrevanje bi regulirali z digitalni vezje, vendar o e po povetu trokovnjaki področja ogrevanja odločili, da bo za naše potrebe in finančne okvire oral zadoščati grelnik nižjega cenovnega razreda. Zato o za gretje uporabili koercialni grelnik vode Hendi z očjo 1800 W ter kapaciteto vode 5 l. Teperaturo vode v grelniku o erili z Vernierjevi teroetro. Odločili o e, da zaradi teperaturnih obreenitev celotnega itea napeljave, izolacije, cevi in ponk vode ne egrevao na teperaturo višjo od 70 C. Z začetnii tetiranji o najprej preverili delovanje itea. Ugotovili o, da grelnik ni dovolj natančen za naše eritve, aj je nihanje teperature vode v grelniku zaradi latnoti delovanja terotata grelnika preveliko. Na liki 4 je teperatura ( T ) vode v grelniku v odvinoti od čaa () t. Iz grafa razbereo, da teperatura niha v razponu o ±,5 C. Da bi nihanje teperature vode odpravili, ali pa vaj zanjšali, o vodo iz grelnika po cevi preuerili v dodatno poodo z večjo protornino, v kateri je bila prav tako voda. Voda iz grelnika e ni ešala z vodo v dodatni poodi; preko toplotnega izenjevalnika je le oddala toploto vodi v dodatni poodi. V kooro z vioko teperaturo o z drugo črpalko črpali vodo iz dodatne poode in te zagotovili kontantno teperaturo vode, ki je pritekala v kooro. S te načino o v koori vzdrževali kontantno teperaturo zraka. Koora na je lužila kot viokoteperaturni toplotni rezervoar. Da bi zagotavljali enako teperaturo zraka po vej koori, o vanjo naetili ventilator. 3

7 Slika 4. Teperatura ( T ) vode v grelniku v odvinoti od čaa () t. Povezava ešalnega tripotnega ventila črpalko Za ite ešanja in dovajanja vode o uporabili črpalko za doače vodne ogrevalne itee, in icer črpalko Grundfo UPS (lika 5a), trei natavitvai oči pretoka (30 W, 50 W in 75 W). Preko 10 topenjkega tripotnega ventila o naredili obvod, za prier, če bi bil vodni tok prevelik že ob najnižji natavitvi oči črpalke. S tripotni ešalni ventilo (lika 5b) o doegli veliko boljše ešanje vode, preden o vodo včrpali v ite, čier o doegli bolj kontantno raven teperature vode. Slika 5. a) Grundfo črpalka za pogon vode po iteu, trei različnii natavitvai oči pretoka in b) Seltron ešalni ventil z ožnotjo natavljanja pretoka..3 Hladilni ite Hladilni ite je narejen podobno kot grelni. Setavljen je iz bakrene cevi z 10 navoji in preero 30,0 c (lika 6). Hlajenje je izvedeno z vodo iz vodovodnega orežja, aj na le-ta zagotavlja za naše potrebe utrezen pretok in prierno tabilno 4

8 teperaturo. S te načino o v koori vzdrževali kontantno teperaturo. Ta koora na je lužila kot nizkoteperaturni toplotni rezervoar. Tako kot pri rezervoarju z vioko teperaturo o tudi v rezervoar z nizko teperaturo vgradili ventilator, ki zagotavlja enako teperaturo po vej koori. Razlika teperatur vroče vode za ogrevanje (približno dovolj velika za izvedbo eritev. o 70 C) in hladne vode za ohlajanje (približno o 15 C) je Slika 6. Koora z vgrajeno hladilno tuljavo iz bakrene cevi Fotografija kopletnega erilnega itea je na liki 7. Na levi trani ize iao potavljeno kooro z vioko teperaturo, na deni trani pa kooro z nizko teperaturo. Pod izo na deni trani je pooda z grelniko, levo od nje pa dodatna pooda. Pod izo je vidna tudi črpalka tripotni ešalni ventilo. Slika 7. Merilnik za določanje pecifične toplotne prevodnoti. Na izi levo je koora z vioko teperaturo, deno pa koora z nizko teperaturo. Pod izo deno je pooda z grelniko, levo poleg nje pa dodatna pooda z vodo. Pod izo je vidna tudi črpalka tripotni ešalni ventilo. 5

9 3 Določanje pecifične toplotne prevodnoti Na liki 8 je prikazana fizikalna hea erilnika pecifične toplotne prevodnoti, katerega izdelavo o predtavili v prejšnje poglavju. V kooro z vioko teperaturo zraka ( T 1) dovajao vodo teperaturo T, in1 odtekajoča voda ia teperaturo T. out1 P in je toplotni tok, kateri tuljava egreva zrak v koori z vioko teperaturo. V kooro z nizko teperaturo zraka ( T ) dovajao vodo teperaturo T in, odtekajoča voda ia teperaturo T. P out je odvedeni toplotni tok iz koore z out nizko teperaturo, kjer tuljava ohlaja zrak. P je toplotni tok kozi erjenec. P1 predtavlja toplotni tok kozi tene iz koore z vioko teperaturo v okolico teperaturo T, aj je T T P predtavlja toplotni tok iz okolice kozi tene v kooro z nizko teperaturo, aj je T T. 0 Slika 8. Fizikalna hea erilnika. Fizikalne količine o vpeljane v tektu. Doveden toplotni tok v kooro z vioko teperaturo ( P in) določio z erjenje anega pretoka vode (Φ 1) ter teperatur T in1 in T. out1 Odveden toplotni tok iz koore z nizko teperaturo ( P out ) določio z erjenje anega pretoka vode (Φ ) in teperatur T in ter T. out Po dovolj dolge čau, ko e vzpotavi tacionarno tanje in e noben toplotni tok v erilniku več ne preinja, lahko določio toplotni tok kozi erjenec ( P ) na tri načine, če poznao pecifično toplotno prevodnot erjenca. Prva ožnot za določitev toplotnega toka kozi erjenec ( P ) je prierjavo pritekajočega toplotnega toka ( Pin) v kooro z vioko teperaturo ter vote dveh odtekajočih toplotnih tokov iz koore z vioko teperaturo ( T 1), in icer toplotnega 6

10 toka kozi tene koore z vioko teperaturo ( P1 ) in toplotnega toka kozi erjenec ( P ). Druga ožnot za določitev toplotnega toka kozi erjenec P je prierjavo dveh pritekajočih toplotnih tokov v kooro z nizko teperaturo, in icer toplotnega toka kozi erjenec ( P ) in toplotnega toka kozi tene koor ( P ) z nizko teperaturo ( T ), ter odtekajočega toplotnega toka ( P ) iz koore z nizko teperaturo. Pri tretji ožnoti pa toplotni tok kozi erjenec ( P ) izračunao kot [5]: out kjer je ( T1 T) S, d P (1) pecifična toplotna prevodnot erjenca, ( d ) njegova debelina, ( S ) njegova površina, T 1 in T pa ta teperaturi na obeh površinah erjenca. Za potrebe nadaljnje obravnave vpeljio še toplotno prevodnot ( R ), ki jo definirao kot razerje ed debelino erjenca d in pecifično toplotno prevodnotjo erjenca: R d. () Toplotna tokova P1 in P ta različna zaradi različnih teperaturnih razlik T1 T0 ter T. 0 T Stacionarno tanje e v obeh koorah ne vzpotavi enako hitro. Toplotna kapaciteta obeh koor je icer enaka, a je ( T1 T0 ) ( T0 T ), zato e v koori z nizko teperaturo prej vzpotavi tacionarno tanje. Toplotni tok v viokoteperaturni koori nareč egreva celoten ite, zato traja dalj čaa, da e v tej koori vzpotavi tacionarno tanje. Toplotna kapaciteta erjenca je pričakovano ajhna v prierjavi toplotno kapaciteto ten koore, zato je kljub razeroa veliki teperaturni razliki ( T1 T) pričakovati, da bo vrednot P hitreje doegla vrednot v tacionarne tanju kot toplotni tokovi v koori z vioko teperaturo. Zaradi navedenih razlogov o e odločili, da prve od zgoraj navedenih ožnoti za določitev P, ne uporabio. Meritev teperatur T in1 in Tout1zato v nadaljevanju ne uporabljao v izračunih, erili o jih le zaradi nadzora pravilnoti delovanja erilnika. Odveden toplotni tok iz toplotnega rezervoarja z nizko teperaturo T lahko zapišeo kot: out out in P Φ c T T, (3) pri čeer je pecifična toplotna kapaciteta vode pri kontantne tlaku c = 4181J/kgK [6]. Toplotni tok kozi teno P je enak odvedeneu toplotneu toku 7

11 P če lahko zaradi ajhne teperaturne razlike T0 T toplotni tok kozi tene, out koore z nizko teperaturo T zaneario. Ko združio enačbi (1) in (3) dobio izraz za določitev toplotne prevodnoti : Φ c T out in S ( T T ) T 1 d. (4) 4 Meritve in rezultati Merilno napravo o preizkuili z dvea kupinaa erjencev iz ateriala z znano pecifično toplotno prevodnotjo različnih debelin. Tako o za eritev najprej uporabili erjence iz tekla, ki ia pecifično toplotno prevodnot 0,75 W/K. Meritve o opravili trei različnii debelinai tekla, in icer:,0, 4,0 in 6,0. Nato o opravili eritve še z erjence iz politirena, ki ia pecifično toplotno prevodnot 0,037 W/K. Meritve o opravili trei različnii p debelinai, in icer: 10,0, 0,0 in 30,0. Nazadnje o eritev opravili še z erjence z neznano pecifično toplotno prevodnotjo. Pripravili o erjence iz ene, dveh in treh plati. Debelina poaezne plati je bila,0. Pri eritvah pecifične toplotne prevodnoti veh treh erjencev iz enakega ateriala o zagotovili kontantna pretoka vode 1 in. Teperatura okolice je bila v čau veh eritev kontantna, in icer S (0, 5 0,01) in je pri veh eritvah enaka. o T0 (,0 0,5) C. Površina erjenca je Sprva o orali na intervalu eritev ueriti ve enzorje teperature. To o izvedli tako, da o ve enzorje hkrati potopili na enako globino v poodo z irujočo vodo z o začetno teperaturo vode približno 60 C ter preljali podatek poaeznega teperaturnega enzorja o teperaturi vode. Počakali o, da e je voda ohladila na obno teperaturo (lika 9). 8

12 Slika 9. Ueritvene krivulje (teperature vode ( T ) v odvinoti od čaa () t šetih teperaturnih enzorjev T 1, T, T 3, T 4, T 5 in T, 6 T1, T, T in1, T out1, T in ter Tout. ki o jih uporabili za eritve Ueritveno krivuljo o uporabili, da o lahko odčitali odtopanje eritev poaeznih enzorjev od referenčne vrednoti. Za referenčno vrednot o izbrali teperaturo, ki jo kaže enzor T. 4 Zaniala o na ao relativna odtopanja teperatur veh enzorjev glede na teperaturo referenčnega enzorja, aj o na pri eritvah zaniale razlike teperatur. Znana odtopanja teperatur, ki jih izerijo enzorji o upoštevali pri nadaljnjih izračunih pecifične toplotne prevodnoti. Meritve pecifične toplotne prevodnoti za erjence iz tekla o prikazane na liki 10. Mani pretok vode je bil pri veh eritvah teklo kontanten in je znašal Φ = (0,054±0,003) kg/ = 0,054 (1±0,05) kg/. Meritve o opravljali na erjencih z debelinai,0, 4,0 ter 6,0. V tabeli 1 o zbrane teperaturne razlike T1 T1 T in T Tout Tin za erjence iz tekla različnih debelin in izračunane vrednoti pecifične toplotne prevodnoti. Specifično toplotno prevodnot za poaezni erjenec o izračunali po enačbi (4). 9

13 Slika 10. Meritve toplotne prevodnoti tekla. Teperature ( T ) v odvinoti od čaa () t v tacionarne tanju; T 1 je teperatura zraka v koori z vioko teperaturo in T teperatura zraka v koori z nizko teperaturo, T in je teperatura vode, ki priteka, T out je teperatura vode, ki izteka iz koore z nizko teperaturo. Debeline teklene plošče o a) d 1, 0, b) d 4,0 in c) d3 6,0. d [] T [K] T [K] [W/K] 1,0 0,1,0 0, 0,9 0, 0,8 0,3 4,0 0,1 3,9 0, 0,9 0, 0,8 0,3 6,0 0,1 4,3 0, 0,7 0, 0,9 0,3 Tabela 1. Razlike teperatur T1 T1 T ter T Tout Tin in izračunane pecifične toplotne prevodnoti ( ) za teklo različnih debelin ( d ). Pri eritvah teperatur T1, T, T in in Tout z erjenci treh različnih debelin tekla o v tacionarne tanju ugotovili, da je teperaturna razlika T1 T pri debelejše teklu večja (lika 10), kar potrjuje pravilno delovanje erilnika. Večjo razliko teperatur zraka v koorah pričakujeo, če je ed njia erjenec z večjo toplotno upornotjo R, ta pa linearno narašča z večanje debeline ateriala (glej enačbo ()). Meritve pecifične toplotne prevodnoti za erjence iz politirena o prikazane na liki 11. Mani pretok vode je bil pri veh eritvah politireno kontanten in je znašal Φ (0,016 0,001) kg/ 0,016 (1 0,05) kg/. V tabeli o zbrane teperaturne razlike T1 T1 T in T Tout Tin za erjence iz politirena različnih debelin in izračunane vrednoti pecifične toplotne prevodnoti. 10

14 Slika 11. Meritve toplotne prevodnoti politirena. Teperature ( T ) v odvinoti od čaa () t v tacionarne tanju; T 1 je teperatura zraka v koori z vioko teperaturo in T teperatura zraka v koori z nizko teperaturo, T in je teperatura vode, ki priteka, T out je teperatura vode, ki izteka iz koore z nizko teperaturo. Debeline plošč iz politirena o a) d p1 10,0, b) d p 0,0 ter c) d p3 30,0. d [] T [K] T [K] [W/K] 1 p 10,0 0,1 33,0 0, 0,5 0, 0,04 0,0 0,0 0,1 37,0 0, 0,5 0, 0,07 0,04 30,0 0,1 37,1 0, 0,5 0, 0,11 0,05 Tabela. Razlike teperatur T1 ter T in izračunane pecifične toplotne prevodnoti ( ) za politiren različnih debelin ( d ). p Meritve pecifične toplotne prevodnoti neznanega erjenca o prikazane na liki 1. Mani pretok vode je bil pri veh eritvah z erjence iz neznanega ateriala kontanten in je znašal Φ (0,016 0,001) kg/ 0,016 (1 0,05) kg/. V tabeli 3 o zbrane teperaturne razlike T1 T1 T in T Tout Tin za erjence iz neznanega ateriala različnih debelin in izračunane vrednoti pecifične toplotne prevodnoti. 11

15 Slika 1. Meritve toplotne prevodnoti neznanega ateriala. Teperature ( T ) v odvinoti od čaa () t v tacionarne tanju; T 1 je teperatura zraka v koori z vioko teperaturo in T teperatura zraka v koori z nizko teperaturo, T in je teperatura vode, ki priteka, T out je teperatura vode, ki izteka iz koore z nizko teperaturo. Debeline erjenca iz neznanega ateriala o a) dn 1,0, b) 4,0 d n 1 ter c) n1 3d 6,0. d [] T [K] T [K] [W/K] n 1,0 0,1 34,0 0, 1,1 0, 0,017 0,004 4,0 0,1 36,4 0, 0,6 0, 0,018 0,007 6,0 0,1 35,5 0, 0,6 0, 0,07 0,011 Tabela 3. Razlike teperatur T1 ter T in izračunane pecifične toplotne prevodnoti ( ) za erjenec iz neznanega ateriala različnih debelin ( d ). 5 Analiza rezultatov n Izerjene pecifične toplotne prevodnoti za teklo o podane v tabeli 1, za politiren v tabeli in za neznan aterial v tabeli 3. Pričakovali o, da bo izerjena vrednot pecifične toplotne prevodnoti za nek aterial neodvina od debeline vzorca, toplotna upornot pa bo naraščala linearno z debelino ateriala. Na liki 13, 14 in 15 o prikazane izerjene toplotne prevodnoti in toplotne upornoti pri različnih debelinah za ve tri ateriale. 1

16 Slika 13. a) Izerjena pecifična toplotna prevodnot ( ) tekla v odvinoti od debeline vzorca (d) v prierjavi z znano pecifično toplotno prevodnotjo (0,75 W/K), nariano črtkano črto. b) Odvinot izerjene toplotne upornoti tekla ( R ) od debeline vzorca ( d ). Črtkana črta predtavlja upornot tekla, ki jo izračunao iz znane pecifične toplotne prevodnoti. Slika 14. Izerjena pecifična toplotna prevodnot politirena ( ) v odvinoti od debeline vzorca (d) v prierjavi z znano pecifično toplotno prevodnotjo (0,037 W/K), prikazano z črtkano črto. b) Izerjena toplotna upornot politirena ( R) v odvinoti od debeline vzorca (d). Črtkana črta predtavlja toplotno upornot politirena, ki jo izračunao iz znane pecifične toplotne prevodnoti. 13

17 Slika 15. Izerjena pecifična toplotna prevodnot ( ) erjenca iz neznanega ateriala v odvinoti od debeline vzorca (d). b) Odvinot izerjene toplotne upornoti ( R ) v odvinoti od debeline vzorca (d). Za teklo e izerjena pecifična toplotna prevodnot pri veh treh debelinah v okviru napake eritve ujea z znano vrednotjo pecifične toplotne prevodnoti za teklo. Enako velja za toplotno upornot. Pri eritvah pecifične toplotne prevodnoti politirena pa ugotovio, da e dve od treh eritev pecifične toplotne prevodnoti politirena pričakovano vrednotjo ne ujeata niti v okviru napake. Enako velja za toplotno upornot. V obeh prierih dobio ujeanje z znano vrednotjo le pri najanjših debelinah vzorca. Menio, da o razhajanja pri politirenu večja kot pri teklu, ker ia politiren večjo toplotno upornot kot teklo. Za erilnik nareč obtaja neka ejna vrednot toplotne upornoti, pri kateri je erilnik pecifične toplotne prevodnoti še zaneljiv. Za neznani aterial e izerjene pecifične toplotne prevodnoti pri različnih debelinah ravno še ujeajo v okviru napake. Na onovi povprečne pecifične toplotne prevodnoti izračunane iz eritev pri vzorcih z debelino,0 in 4,0, lahko napoveo, da je toplotna upornot za aterial z debelino 6,0 enaka 0,35 K/W. Predvidevao, da je izerjena toplotna upornot erjenca iz neznanega ateriala prevelika, zato eritev ni več zaneljiva. Pri politirenu o dobro ujeanje pecifične toplotne prevodnoti dobili še pri toplotni upornoti je to približna ejna vrednot toplotne upornoti za naš erilnik. 0,5 K/W, zato klepao, da 6 Zaključek Specifično toplotno prevodnot je ekperientalno zahtevno določiti, poebej za dobro izolativne ateriale. Materiale ločio na dobro izolativne z nižjo vrednotjo pecifične toplotne prevodnoti, ter ateriale, ki o bolj toplotno prevodni in iajo večjo vrednot pecifične toplotne prevodnoti. Pri eritvah na natančno določanje pecifične toplotne prevodnoti lahko otežujejo pripevki evanja in konvekcije. Zato o izdelali 14

18 erilnik, kateri o želeli pripevke teh dveh pojavov iniizirati. Merilnik o izdelali iz dveh zračnih koor, ki o jih dobro izolirali. V koori o potavili bakreni tuljavi, ki o jih z vodni toko egrevali oziroa ohlajali. V obe koori o naetili ventilatorja, da o zanjšali pripevek konvekcije. Notranjot in zunanjot koor o izdelali iz aluinija, čier o zanjšali pripevek evanja. Gretje vode je potekalo preko kakadnega itea iz dveh pood (grelne poode z grelniko, dodatne poode in toplotni izenjevalniko ed njia), tako o iniizirati nihanje vtekajoče vode v kooro z vioko teperaturo. Kooro z nizko teperaturo o ohlajali z vodo iz vodovodnega orežja. Specifično toplotno prevodnot o izračunali iz izerjene razlike teperatur odtekajoče in vtekajoče vode v koori z nizko teperaturo. Za določitev pecifične toplotne prevodnoti o orali izeriti še ane tokove vode v bakreni tuljavi toplotnega rezervoarja z nizko teperaturo. V diploke einarju o prikazali priere eritev za dobro in labo toplotno izolativne ateriale. Ocenili o ejno obočje delovanja erilnika, ki je določeno toplotno upornotjo erjenca. Iz eritev znanih erjencev o ocenili, da lahko z naši erilniko dokaj natančno izerio pecifično toplotno prevodnot za erjence, ki iajo toplotno upornot do 0,5 K/W. Merilnik ia tako v tej fazi zaradi velikih erilnih napak zgolj oejeno uporabnot. Za povečanje erilnega obočja in povečanje natančnoti erilnika o potrebne njegove izboljšave. Povečati orao toplotni tok kozi erjenec in te pridobiti ožnot erjenja erjencev z večjo toplotno upornotjo. Pri te je treba upoštevati zgornjo oejitev teperaturne obtojnoti izolacijkega ateriala, ki je za dolgotrajne o obreenitve približno 80 C. Prav tako bi lahko z dodatni zaporni ventilo zanjšali pretok vode, ki bi na oogočal zanjšanje napake eritve. 15

19 Literatura in viri [1] J. Strnad, Fizika, 1.del (DMFA, Ljubljana, 011). [] TA Intruent, Principal Method of Theral Conductivity Meaureent. Pridobljeno , iz 67%0Principal %0Method%0of%0Theral%0Conductivity%0Meaureent.pdf. [3] E. Kleenčič, Vpliv kapljevin na toplotno prevodnot tkanin, agitrko delo (Fakulteta za naravolovje in ateatiko UM, Maribor, 014). [4] BASF Group, Styrodur 800C. Pridobljeno , iz _c.ht. [5] D. Halliday, R. Renick, in J. Walker, Fundaental of Phyic (J. Wiley & Son, Hoboken NJ, 008). [6] M. G. Širkevič in N. I. Koškin, Priročnik eleentarne fizike (Tehniška založba lovenije, Ljubljana, 003). 16