Лабораторна робота №6 визначення термічного опору термосифону

Мета роботи: освоїти методику визначення термічного опору ТС, експериментально визначити перепад температур вздовж ТС для різних теплових навантажень, розрахувати термічний опір ТС у різних умовах роботи, спів ставити експериментальні значення термічного опору ТС із термічним опором мідного стрижня такого ж діаметру.

0. Теоретична підготовка

Всі фізичні процеси, які супроводжують роботу ТС обумовлюють наявність сумарного перепаду температур вздовж термосифону. Відношення сумарного перепаду температур до теплового потоку - величина, яка характеризує термічний опір ТС – R_тс. Вона залежить від багатьох факторів і може змінюватися в широкому діапазоні. Термічний опір ТС визначають як відношення різниці середніх температур стінки в зонах нагріву та конденсації до величини теплового потоку, що передається.

Схемі термічних опорів ТС відповідає формули:

або

тут R_ст^н, R_ст^к – термічні опори стінок ТС в зонах нагріву та конденсації, відповідно. Вони визначаються на основі формул теорії теплопровідності: , ;

R_н, R_к – термічні опори зони нагріву та конденсації: ,

, - середні коефіцієнти тепловіддачі у відповідних зонах;

F_н, F_к – площі внутрішньої поверхні зон нагріву та конденсації, відповідно.

Відповідно до розрахунок теоретичного значення термічного опору ТС зводиться до розрахунку інтенсивностей тепловіддачі у зонах нагріву та конденсації.

0. Опис дослідної установки

Детальний опис установки та її схема приведені в лабораторній роботі №5.

0. Порядок виконання роботи

Методика проведення дослідів аналогічна, описаній в лабораторній роботі №5.

0. Обробка результатів досліду

Середні температури зон нагріву, транспорту і конденсації, а також величину теплового потоку, що передається, визначаються за формулами -.

Повний термічний опір ТС розраховують як:

Розрахункові значення термічного опору визначають за формулами , та - та проводять їх порівняння із експериментальними значеннями. Проводять також порівняння термічних опорів ТС та мідного стрижня такого ж розміру.

Для мідного стрижня:

де F_стр – площа поперечного перерізу стрижня (термосифону), м²;

λ_м – коефіцієнт теплопровідності міді, Вт/м·К.

L_стр – приведена (ефективна) довжина ТС, м:

тут l_н, l_т, l_к – відповідно довжини зон нагріву, транспорту та конденсації ТС.

Результати дослідів і розрахунків заносять до таблиці 6.1

Таблиця 6.1

Термосифон						Мідний стрижень
Експеримент					Розрахунок	Розрахунок
Q, Вт	, К	, К	Тп, К	RТТ, К/Вт	RТТ, К/Вт	Rстр, К/Вт

0. Зміст звіту

Звіт повинен містити схему та опис установки для дослідження термосифону; результати розрахунків середніх температур у зонах термосифону і термічних опорів (табл. 6.1), графіки із нанесеними експериментальними, розрахунковими точками та термічним опором стрижня; висновки по роботі