5. Задание

1.Определить средние значения коэффициентов теплоотдачи для вертикальной трубы при свободном движении воздуха.

2. Обработать результаты опытов по теплоотдаче в обобщенном критериальном виде.

3. Составить отчет по выполненной работе.

6. Представление работы

Отчет по выполненной работе должен содержать:

1. Краткое описание работы.

2. Принципиальную схему установки.

3. Протокол испытаний с экспериментальными и расчетными данными.

4. Графическое представление критериальной зависимости.

При сдаче работы студент должен объяснить её содержание, знать устройство экспериментальной установки и методы определения всех найденных величин.

7. Контрольные вопросы

1. Что такое свободная конвекция?

Свободное движение вызывается разностью плотностей нагретых и холодных объёмов жидкости. Такое движение всегда возникает вокруг тела погруженного в жидкость, если температура этого тела отличается от температуры окружающей его среды.

По мере нагрева частицы жидкости под действием возникающей подъемной силы переносятся вверх, а на их место подходят холодные частицы из окружающего пространства.

2. Какие режимы движения жидкости Вы знаете?

Свободное движение жидкости может быть ламинарным, переходным и турбулентным. При ламинарном режиме частицы жидкости движутся послойно, не перемешиваясь. Турбулентный режим характеризуется непрерывным перемешиванием слоев жидкости.

3. Как изменяются режимы движения жидкости по длине трубы?

Режимы движения жидкости около поверхности тела оказывают большое влияние на механизм переноса тепла. При ламинарном режиме перенос тепла в направлении нормали к поверхности тела осуществляется за счет механизма теплопроводности. При турбулентном режиме такой способ имеет место лишь в тонком слое жидкости, прилегающем к поверхности трубы. В остальном объеме перенос тепла происходит не только путем теплопроводности, но и путем конвекции, т.е. за счет перемешивания частиц жидкости.

4. Что называется коэффициентом теплоотдачи?

α – коэффициент теплоотдачи [Вт/м²·К], характеризующий интенсивность теплообмена тела со средой (равен количеству тепла, которое отдается единицей поверхности нагретого тела в единицу времени при температурном напоре равном 1 градусу).

5. Какие факторы влияют на величину коэффициента теплоотдачи?

При свободном движении жидкости коэффициент теплоотдачи определяется разностью температур тела и жидкости, физическими свойствами среды, размерами и положением тела в пространстве

6. Какие критерии подобия называются определяющими и неопределяющими?

где: Nu = - число Нуссельта, неопределяющий критерий, характеризующий интенсивность теплоотдачи соприкосновением;

Gr = - число Грасгофа, определяющий критерий, характеризующий интенсивность свободного движения жидкости;

Pr = - число Прандтля, определяющий критерий

7. Почему в средней части трубы термопары размещены реже чем на концах?

Поскольку наиболее равномерное распределение температуры имеет место в средней части трубы, то здесь термопары размещены реже, чем на концах.

8. Какие свойства жидкости зависят от её температуры?

ЛИТЕРАТУРА

1. Болгарский А.В. и др. Термодинамика и теплопередача. М. 1985г.

2. Карташев Э.М., Кудинов А.В. Техническая термодинамика

М., Высшая школа, 2000г.