5.5. Обработка результатов экспериментов

Полный тепловой поток от трубки воздуху

Q = U ∙ I , Вт .

Боковая поверхность трубки F_тр = π ∙d ∙ℓ , м² .

Местные значения температур движущегося воздуха в трубке в сечениях, где установлены термопары, рассчитываются по формуле линейной интерполяции измеряемых температур воздуха на входе и выходе из трубки

t_ж = t_ж ^' + (t_ж^" – t_ж^') ∙ℓ_i / ℓ ,

где t_ж^' , t_ж^" – температуры воздуха на входе и выходе из трубки, ℓ_i – расстояния до рассматриваемых сечений, в которых установлены термопары (см. табл. 6), ℓ - длина трубки.

Местные коэффициенты теплоотдачи рассчитываются по формуле (5.2). По результатам измерений температур воздуха и стенки трубки на одном графике строят зависимости t_c = f(ℓ_i) и t_в = f ' (ℓ_i). На другом графике для пяти опытов изображают зависимости α_i = f " (ℓ_i) . Из построенных графиков должна быть определена длина начального теплового участка ℓ_т .

Таблица 6

Местные коэффициенты теплоотдачи в трубке

№ п/п	Наименование и обозначение параметра	Разм.	Параметры в опытах
			№ 1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
1	Диаметр трубки, d	м	0,008
2	Длина трубки, ℓ	м	0,7
3	Площадь боковой поверхности трубки, Fтр	м2
4	Сила тока, I	А
5	Напряжение, U	В
6	Температура воздуха на входе в трубку, tж'	ºC
Местные температуры стенки трубки tсi , ºC
7	ℓ1 , м	0,007
8	ℓ2 , м	0,032
9	ℓ3 , м	0,053
10	ℓ4 , м	0,093
11	ℓ5 , м	0,164
12	ℓ6 , м	0,255
13	ℓ7 , м	0,377
14	ℓ8 , м	0,495
15	ℓ9 , м	0,623
16	Температура воздуха на выходе из трубки, tж"	ºC
17	Полный тепловой поток, Q	Вт

Окончание табл. 6

Местные температуры воздуха в трубке tв i , ºC
18	ℓ1 , м	0,007
19	ℓ2 , м	0,032
20	ℓ3 , м	0,053
21	ℓ4 , м	0,093
22	ℓ5 , м	0,164
23	ℓ6 , м	0,255
24	ℓ7 , м	0,377
25	ℓ8 , м	0,495
26	ℓ9 , м	0,623
Местные коэффициенты теплоотдачи в трубке αi
27	ℓ1 , м	0,007
28	ℓ2 , м	0,032
29	ℓ3 , м	0,053
30	ℓ4 , м	0,093
31	ℓ5 , м	0,164
32	ℓ6 , м	0,255
33	ℓ7 , м	0,377
34	ℓ8 , м	0,495
35	ℓ9 , м	0,623

Контрольные вопросы

1. Что понимается под вынужденной конвекцией?

2. Охарактеризуйте структуру потока при течении жидкости в трубе при ламинарном и турбулентном режимах.

3. Поясните характер изменения коэффициента теплоотдачи по длине трубы при ламинарном режиме течения жидкости в трубе.

4. Чем обусловлено некоторое увеличение коэффициента теплоотдачи перед началом участка стабилизированного теплообмена при турбулентном режиме течения жидкости в трубе?

5. Что понимается под начальным гидродинамическим (тепловым) участком при движении жидкости в трубе?

Ключевые слова: вынужденная конвекция, теплоотдача, коэффициент теплоотдачи, определяющие параметры, критерий подобия.