Обробка результатів дослідів

При обробці результатів дослідів необхідно використовувати середні величини, одержані при сталих режимах.

1. Визначається тепловий потік Q_k , що передається дослід­ною поверхнею труби шляхом конвекції, Вт:

Q_k=Q_c–Q_в, (4.7)

де Q_c - сумарний тепловий потік, що передається у навколишнє середовище шляхом конвекції і випромінюванням. Він чисельно дорівнює потужності нагрівача Q_н, Вт:

Q_н=I∙U, (4.8)

Q_в - тепловий потік, що передається у навколишнє середовище випромінюванням, Вт:

, ( 4.9)

де - ступінь чорноти поверхні труби ( =0,7-0,8);

С₀ - 5,67 Вт/м²∙К⁴ - коефіцієнт випромінювання абсолютно чорного тіла; F - площа поверхні труби, м .

Для розрахунків використовують середню арифметичну температуру з результатів вимірів шести термопар для кожного режиму.

2. Коефіцієнт тепловіддачі визначають за формулою (4.2) і бу­дують графік залежності α=f(t_cp):

, (4.10)

де F=π∙d∙l - площа поверхні труби, м²; d - діаметр труби, м;

l - довжина труби, м.

3. Знаходять відносну похибку визначення коефіцієнта тепловід­дачі:

, (4.11)

де ∆ - абсолютні помилки вимірювання окремих величин.

4. Визначають за формулами (4.4) , (4.5) , (4.6) значення критеріїв Nu, Gr, Pr.

5. Визначають значення lg Nu і lg (Gr∙Pr).

Будують графік lg Nu -lg (Gr∙Pr) на логарифмічній міліметрівці.

6. За графіком .знаходять постійні С і n. Залежність (4.3) у логарифмічних координатах має вигляд прямої:

lg Nu=lg C+nlg∙(Gr∙Pr). (4.12)

Таким чином, сталу n знаходять як кут нахилу прямої до осі абсцис, а сталу С – із співвідношення (4.10) для будь-якої точки

прямої.

Одержане рівняння подібностей справедливе для розрахунків тепловіддачі в подібних явищах в інтервалі значень добутку Gr∙Pr>10³. Результати розрахунку записують у протокол результатів обробки вимірів (табл.4.2)

Звіт по роботі повинен включати:

1. Короткий опис роботи.

2. Принципову схему установки.

3. Протоколи запису результатів вимірів, обробку експерименталь­них даних та зведену таблицю результатів розрахунків.

4. Графічні залежності коефіцієнта тепловіддачі від температури =f(t_cp); залежність lg Nu=f(lg (Gr∙Pr)) у логарифмічних координа­тах .

5. Визначення сталих С і n .

Контрольні запитання

1. Назвати і описати види теплообміну.

2. Суть процесу тепловіддачі.

3. Рівняння конвективного теплообміну (Ньютона-Ріхмана).

4. Фізичний смисл коефіцієнта тепловіддачі.

5. Які види конвекції ви знаєте?

6. Від яких величин залежить коефіцієнт тепловіддачі?

7. Написати вирази критеріїв Nu, Gr, Pr і розкрити їх фізичний смисл.

8. Дати пояснення визначальним температурі і розміру.

9.Критеріальне рівняння конвективного теплообміну.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5

Визначення коефіцієнта теплопередачі

Мета роботи - експериментальне визначення коефіцієнта теплопередачі при різних схемах руху теплоносія: прямотоковій і протитоковій.