Sıvılar için ısı iletim katsayısı ölçüm cihazının tasarımı, imali ve test edilmesi

Design, manufacture and experimental investigation of a thermal conductivity measurement aparatus for liquids

Özet

Bu çalışmada, sıvıların ısı iletim katsayısını ölçebilmek amacıyla silindirik metoda göre ölçüm yapan laboratuar tipi cihaz tasarımı yapılmış ve deneysel olarak test edilmiştir. Cihazın doğruluğu, ısı iletim katsayısı bilinen saf su ile 10-40 °C sıcaklık aralığında yapılan deneylerle test edilmiştir. Saf su ile yapılan deneylerden elde edilen sonuçlara göre, ölçülen sıcaklık değerlerinden hesaplanan ısı iletim katsayısı ile fiziksel özellik tablosundan alınan değerler arasındaki maksimum bağıl hata % 13.4, ortalama bağıl hata ise % 7.6 olmuştur. Saf su ile yapılan test deneyleri şartlarında, farklı oranlarda saf su-antifriz karışımı, antifriz ve tuzlu su çözeltisinin ısı iletim katsayılarını belirleyebilmek amacıyla deneyler yapılmış, saf suda olduğu gibi deney sonuçlarına göre ısı iletim katsayıları hesaplanmıştır. Hesaplanan değerlerin regresyon analizi yapılarak, ısı iletim katsayıları sıcaklığın ve saf su içerisindeki madde miktarının fonksiyonu olarak ifade edilmiştir.

Abstract

In this study, a laboratory type device was designed and tested experimentally to measure the thermal conductivity of liquids according to the cylindrical method. The accuracy of the device are tested with pure water experiments at temperatures between 10 and 40 °C. According to obtained results from the pure water experiments, the maximum relative error and mean relative error between the calculated results and the thermo physical table values was about 13.4 % and 7.6 %, respectively. After the accuracy of the device is tested, experiments are repeated using various mixtures of pure water and anti-freeze, anti-freeze only, and salty water solution at the same conditions as pure water experiments. According to the experimental results the thermal conductivity were calculated as pure water. Regression analysis of calculated thermal conductivity values were made and expressed as a function of temperature and substance content in the pure water.