التوصيل الحراري في الغازات والسوائل معدات المختبرات الحرارية معدات التدريس المعدات التعليمية

SR-WL373 التوصيل الحراري في الغازات والسوائل معدات المختبرات الحرارية معدات التدريس المعدات التعليمية
يُقصد بالتوصيل الحراري في الفيزياء انتقال الطاقة الحرارية بين الذرات والجزيئات المتجاورة في مادة صلبة أو في مائع ساكن.
يرتبط انتقال الحرارة بوجود المادة نفسها، وتتأثر عملية التوصيل الحراري النقي في الموائع بظاهرة الحمل الحراري؛ ويمكن الحد من هذا التأثير عن طريق حصر الموائع داخل فجوات ضيقة.
تُستخدم هذه الوحدة التجريبية لدراسة خصائص التوصيل الحراري لموائع مختلفة، وتُورَّد الوحدة مزودةً بجهاز للتحكم والعرض.
يتمثل المكون الرئيسي للوحدة في مبادل حراري أسطواني يتكون من أسطوانة داخلية مُسخَّنة مصنوعة من الألومنيوم وغلاف خارجي مُبرَّد بالماء. وتوجد فجوة حلقية الشكل بين الأسطوانة الداخلية والغلاف، تكون مملوءة بالكامل بالمائع المراد اختباره؛ وقد صُممت هذه الفجوة بعرض يجعل انتقال الحرارة عن طريق الحمل الحراري أمراً يمكن إهماله.
ونظراً لانخفاض درجات الحرارة وصقل الأسطح، فإن انتقال الحرارة بالإشعاع يُعد أيضاً أمراً يمكن إهماله.
يمكن من خلال التجارب تحديد معاملات التوصيل الحراري (k) لموائع متنوعة مثل الماء والزيت والهواء والأكسجين وثاني أكسيد الكربون، حيث تقوم المستشعرات بتسجيل درجات الحرارة وقدرة التسخين المستهلكة عند جميع النقاط ذات الصلة.
يمكن قراءة القيم المقاسة عبر شاشات عرض رقمية.
تستعرض المواد التعليمية -المُعدَّة بعناية- المبادئ الأساسية، كما توفر دليلاً إرشادياً خطوة بخطوة لإجراء التجارب.
أهداف التعلم / التجارب
- التوصيل الحراري في حالة الاستقرار (steady-state) في الغازات والسوائل
- تحديد معاملات التوصيل الحراري (k) لموائع مختلفة عند درجات حرارة متفاوتة

المواصفات
[1] دراسة التوصيل الحراري في الغازات والموائع (الماء، الزيت، الهواء)
[2] إعداد تجريبي يتكون من وحدة تجريبية ووحدة للعرض والتحكم
[3] مبادل حراري يشتمل على أسطوانة داخلية مسخنة وغلاف مبرد بالماء
[4] توجد المادة المُراد دراستها في الفراغ الحلقي الواقع بين الأسطوانة الداخلية والغلاف
[5] يُعد انتقال الحرارة بالحمل والإشعاع ضئيلاً للغاية نظراً لصغر أبعاد الفراغ، وانخفاض درجات الحرارة، وصقل الأسطح
[6] سخان كهربائي قابل للضبط
[7] صمامات لضبط معدلات تدفق مياه التبريد والمائع
[8] مستشعرات لقياس درجات الحرارة وقدرة التسخين الكهربائي
[9] شاشات رقمية لعرض فرق درجات الحرارة وقدرة التسخين