- •Оглавление
- •2. Исследование теплопроводности
- •Предисловие
- •Введение
- •Общие методические указания по выполнению лабораторных работ
- •2. Исследование теплопроводности фторопласта
- •2.1. Основные понятия
- •2.2. Коэффициент теплопроводности
- •2.3. Уравнение Фурье для плоской стенки
- •2.4. Уравнение Фурье для цилиндрической стенки
- •2.5. Устройство и принцип действия лабораторной установки
- •2.6. Порядок выполнения работы
- •2.7. Обработка результатов эксперимента
- •Протокол результатов измерений и расчетов
- •3. Определение теплопроводности воздуха
- •Сущность метода нагретой проволоки
- •3.2. Устройство и принцип действия лабораторной установки
- •3.3. Порядок выполнения работы
- •Протокол результатов измерений и расчетов
- •3.4. Обработка результатов эксперимента
- •4. Исследование теплоотдачи при свободной конвекции
- •4.1. Основные понятия
- •4.2. Устройство и принцип действия лабораторной установки
- •Значения коэффициентов с, n и ε
- •4.3. Порядок выполнения работы
- •4.4. Обработка результатов эксперимента
- •Протокол результатов измерений и расчетов теплоотдачи при свободной конвекции
- •Определение коэффициентов теплоотдачи, критериев подобия и аппроксимирующего уравнения подобия
- •Исследование теплоотдачи при вынужденной конвекции
- •5.1. Основные понятия
- •5.2. Теплоотдача при течении жидкостей в трубах
- •5.3. Устройство и принцип действия лабораторной установки
- •5.4. Порядок выполнения работы
- •5.5. Обработка результатов экспериментов
- •Местные коэффициенты теплоотдачи в трубке
- •6. Исследование теплового излучения материала из нержавеющей стали
- •6.1. Основные понятия
- •6.2. Законы теплового излучения
- •6.3. Теплообмен излучением между телами
- •6.4. Теплопоглощательные экраны
- •6.5. Теплообмен излучением в топке котла
- •6.6. Устройство и принцип действия лабораторной установки
- •6.7. Порядок выполнения работы
- •6.8. Обработка результатов эксперимента
- •Протокол результатов измерений и расчетов интегрального коэффициента излучения трубки из нержавеющей стали
- •7. Исследование теплообменника «труба в трубе»
- •7.1. Основные понятия
- •7.2. Тепловой баланс теплообменного аппарата
- •7.3. Уравнение теплопередачи
- •7.4. Устройство и принцип действия лабораторной установки
- •7.5. Порядок выполнения работы
- •7.6. Обработка результатов эксперимента
- •Протокол результатов экспериментального и расчетного определения коэффициента теплопередачи теплообменного аппарата
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Правила техники безопасности
- •Теплофизические характеристики воды при давлении 200 кПа
- •Теплофизические характеристики воздуха при давлении 100 кПа
- •Коэффициент теплопроводности стали 17х18н9
- •424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
- •424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17
Предисловие
В условиях современной научно-технической революции в связи с повышением требований к энергетической эффективности тепловых и атомных электростанций, отопительно-производственных котельных, тепловых двигателей, холодильных установок и тепловых насосов значение теплопередачи, равно как и других теплотехнических дисциплин, непрерывно возрастает. Инженер-теплоэнергетик должен иметь не только фундаментальную теоретическую подготовку, но и обладать достаточными знаниями в области инженерных методов расчета и экспериментального исследования процессов теплообмена, которые необходимы для последующего изучения специальных дисциплин.
Лабораторный практикум призван помочь студентам в приобретении практических навыков экспериментальных исследований процессов теплообмена, усвоении методов математического и физического моделирования тепловых явлений.
Он предназначен для выполнения лабораторных работ студентами энергетических специальностей 140104.65 – «Промышленная теплоэнергетика», 140211.65 – «Электроснабжение предприятий» и ряда других специальностей, изучающих курсы «Теплотехника» и «Общая энергетика».
В практикум включены работы по исследованию теплопроводности, свободной и вынужденной конвекции, теплового излучения и теплообменных аппаратов в стационарных режимах. Помимо описаний лабораторных работ и методик их выполнения, приведены общие сведения по теплопередаче, основным процессам теплообмена, теории подобия и математического моделирования. Рассматриваются передача теплоты теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением, теплопередача через цилиндрические стенки в теплообменных аппаратах (в стационарном режиме).
Выполняя лабораторные работы, студенты знакомятся с методами и средствами измерения коэффициентов теплопроводности, теплоотдачи, теплового излучения и теплопередачи. Исследуют зависимости этих коэффициентов от параметров теплоносителей, их свойств, режимов течения жидкостей, схем движения теплоносителей и т.д. Правила техники безопасности, которые необходимо соблюдать при выполнении лабораторных работ, представлены в приложении.
Исследуются коэффициенты: теплопроводности фторопласта и воздуха, теплоотдачи горизонтальной трубы при свободном движении воздуха, теплоотдачи при вынужденном движении воздуха в тонкостенной трубке, излучения (степени черноты) стали. Коэффициент теплопередачи на лабораторных занятиях определяется экспериментальным и расчетным путем применительно к теплообменному аппарату «труба в трубе» с прямоточным и противоточным движением воды и воздуха.
В соответствии с требованиями учебных планов на выпускающей кафедре МарГТУ «Энергообеспечение предприятий» создана новая учебная лаборатория теплопередачи, оснащенная стандартным учебным оборудованием, выпускаемым объединением «Росучприбор» и рекомендованным для использования в высших учебных заведениях Министерства образования и науки Российской Федерации.
Практикум рассчитан на 17 часов аудиторных занятий и 17 часов самостоятельной работы студентов.