Обработка результатов опытов

Для установившегося теплового режима опытный коэффициент теплопроводности λ вычисляется по уравнению:

, (13.4)

где ∆t_cp=t_c1 -t_с2 – разность средних температур поверхностей труб, °С; d₁ – наружный диаметр внутренней трубы, мм; d₂ – внутренний диаметр наружной трубы, мм; l - длина труб, м; Ф_к – конвективный тепловой поток, Вт.

Конвективный тепловой поток через цилиндрический зазор

Ф_к = Ф - Ф_л, (13.5)

где Ф – полный тепловой поток равный мощности нагревателя N, Вт;

Ф_л – тепловой поток за счет излучения, Вт, вычисляется по формуле:

, (13.6)

, (13.7)

где ε_пр – приведенная степень черноты; C₀ – коэффициент излучения абсолютно черного тела, Bt/(m² K⁴ ), C₀ =5,67; F₁ – площадь поверхности нагрева внутренней трубы, м²; F₂ – площадь поверхности нагрева наружной трубы, м²; Т_с1, Т_с2 – средние абсолютные температуры внутренней и наружной поверхностей труб, К; ε₁, ε₂ – степень черноты поверхностей внутренней и наружной труб; ε₁= ε₂= ε_пр. Опытные трубы выполнены из слабо полированного дюраля, для которого степень черноты ε можно принять равной 0,35.

Расчетное значение эквивалентного коэффициента теплопроводности определяется следующим образом:

1. Вычисляют число Грасгофа:

, (13.8)

2. Вычисляют значение комплекса .

3. По формуле (13.3) вычисляют коэффициент конвекции ε _к.

4. Вычисляют расчетное значение эквивалентного коэффициента теплопроводности λ_экв по формуле (13.2).

Значение коэффициентов ν_ж, λ_ж и число Прандтля Рr выбирают из таблицы приложения А по t_ж = 0,5(t_cl + t_c2).

Содержание отчета

1. Краткое описание работы.

2. Принципиальная схема установки.

3. Протокол записи показаний измерительных приборов и обработки результатов измерений.

4. Пример расчета искомой величины.

5. Графики зависимостей эквивалентного коэффициента теплопроводности от температурного напора λ_экв = (∆t_cр).

6. Результаты сравнения опытных данных с расчетными.

7. Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. * Что учитывает коэффициент конвекции ε_к?

2. * Запишите выражение для определения коэффициента конвекции.

3. * Для чего при теплоотдаче в ограниченном пространстве вводится величина эквивалентный коэффициент теплопроводности?

4. Опишите механизм теплоотдачи в ограниченном пространстве.

5. Какие факторы влияют на процесс теплоотдачи в ограниченном пространстве?

6. Что такое определяющий размер? Что принимается в качестве определяющего размера при теплоотдаче в ограниченном пространстве?

7. Что такое определяющая температура? Какая температура принимается в качестве определяющей при теплоотдаче в ограниченном пространстве?

8. Каков характер процесса переноса теплоты в ограниченном пространстве при малых значениях коэффициента конвекции?

9. Что такое тепловой пограничный слой? Как определяется толщина теплового пограничного слоя?

10. Что такое гидродинамический пограничный слой? Как определяется толщина гидродинамического пограничного слоя?