
- •1. Лабораторные работы.
- •Методика
- •Порядок проведения работы
- •Обработка результатов опыта
- •Оценка погрешности
- •Основные понятия и определения
- •Описание опытной установки.
- •Методика определения газовой постоянной
- •Порядок проведения опыта
- •Оценка погрешности
- •Контрольные вопросы
- •Изобарная Ср и изохорная Сv теплоёмкости .
- •Э кспериментальная установка
- •Порядок проведения опыта.
- •Обработка результатов опытов.
- •2.Расчетные задания.
- •2.1.Газовый цикл.
- •2.2.Теплопроводность при стационарном режиме.
- •3.Задачи.
- •3.1 Термодинамика.
- •3.2.Теория теплообмена.
- •4.Вопросы для самоконтроля.
Министерство сельского хозяйства
Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Ярославская государственная сельскохозяйственная
академия
Кафедра технического сервиса
Несиоловский О.Г.
Методические указания по лабораторным работам, расчетным заданиям и задачам по дисциплине «Теплотехника»
Для студентов, обучающихся по направлению 110800.62 «Агроинженирия»
(Профили «Машины и оборудование в агробизнесе», «Технический сервис в АПК», «Электрооборудование и электротехнологии в АПК»)
Ярославль 2013
Методические указания по лабораторным работам, расчетным заданиям и задачам по дисциплине «Теплотехника» составлены на основе ФГОС ВПО и учебной программы «Теплотехника». Предназначены для студентов инженерного факультета очной и заочной форм обучения по направлению 110800.62 «Агроинженирия» (Профили «Машины и оборудование в агробизнесе», «Технический сервис в АПК», «Электрооборудование и электротехнологии в АПК»).
Рекомендованы к изданию Учёным советом инженерного факультета ФГБОУ ВПО «Ярославская ГСХА».
Методические указания подготовлены профессором кафедры технического сервиса О.Г. Несиоловским.
Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании учебно – методической комиссии инженерного факультета (протокол № от ) и Учёным советом инженерного факультета ФГБОУ ВПО «Ярославская ГСХА» (протокол № от )
Рецензенты:
В.В. Морозов – доцент кафедры электрификации ЯГСХА, к. ф – м. н.
А.А. Павлов - доцент кафедры ДВС ЯГТУ, к.т.н.
Методические указания по лабораторным работам, расчетным заданиям и задачам по дисциплине «Теплотехника»
Для студентов, обучающихся по направлению 110800.62 «Агроинженирия»
(Профили «Машины и оборудование в агробизнесе», «Технический сервис в АПК», «Электрооборудование и электротехнологии в АПК»)/ О.Г. Несиоловский.-Ярославль: ФГБОУ ВПО «Ярославская ГСХА»,2013.- 53 с.
Методическое пособие содержит лабораторный практикум, расчетные задания, задачи, вопросы для самоконтроля, а также основные формулы необходимые для выполнения расчетных заданий и решения задач.
Введение
В теплотехнике, как и в любой общетехнической дисциплине, важно дать как теоретические основы знаний, так и навыки исследовательской работы и инженерных расчетов. Настоящее пособие содержит лабораторный практикум, расчетные задания, теплотехнические задачи призванные развивать практические навыки при изучении теплотехники. В конце пособия приведены контрольные вопросы, позволяющие студентам всех форм обучения контролировать процесс изучения теплотехники.
При выполнении лабораторных работ, для полноценного изучения тем, студент обязан иметь с собой конспекты лекций и учебник по теплотехнике.
Процесс изучения дисциплины «Теплотехника» направлен на формирование элементов компетенции ПК-3- Способность решать инженерные задачи с использованием основ термодинамики и тепломассообмена; знанием устройства и правил эксплуатации теплотехнического оборудования.
Содержание
Введение..................................................................................... 3
1. Лабораторные работы………………………………………..5
2.Расчетные задания………………………………………….. 27
2.1.Газовый цикл……………………………………………… 27
2.2.Теплопроводность при стационарном режиме..................28
3.Задачи………………………………………………………….32
3.1 Термодинамика……………………………………………..32
3.2.Теория теплообмена………………………………………. 42
4.Вопросы для самоконтроля…………………………………..44
Приложения……………………………………………………..49
Список литературы…………………………………….……….53
1. Лабораторные работы.
РАБОТА №1
Определение коэффициента теплоотдачи при свободном движении воздуха
Процесс теплообмена между поверхностью твёрдого тела и окружающей жидкой или газообразной средой называется теплоотдачей.
Количество тепла, которым обменивается тело с окружающей средой за секунду, или мощность теплового потока, согласно закону Ньютона, пропорциональна разности температур между поверхностью тела Тn и окружающей среды Тс и величине поверхности тела F, т.е.
N = (Tn-Tс) F, Вт. (1)
Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом теплоотдачи и характеризует интенсивность теплообмена между телом и окружающей средой. Коэффициент теплоотдачи равен количеству теплоты, передаваемой 1м2 поверхности тела при разности температур между поверхностью и средой в 1 градус. Размерность коэффициента теплоотдачи:
Коэффициент теплоотдачи зависит от большого количества факторов, определяющих условия взаимодействия тела с окружающей средой (скорость и характер движения среды, её температурные свойства, размеры и конфигурация тела, температура поверхности тела и окружающей среды и т.д.).
Количество тепла, которым обменивается поверхность тела и окружающая среда, складывается из тепла, передаваемого непосредственным соприкосновением среды с поверхностью тела (конвекция, теплопроводность) и из тепла, передаваемого путём теплового излучения. В соответствии с этим общий коэффициент теплоотдачи равен сумме коэффициента теплоотдачи соприкосновением с и коэффициента теплоотдачи лучеиспусканием л, т.е.
= с + л, Вт/м2*град (2)
Цель работы: экспериментальное определение коэффициента теплоотдачи при свободном движении воздуха в неограниченном пространстве. Расчётным путём определяются коэффициенты с и л.
Методика
Коэффициент теплоотдачи находится из уравнения (1).
Количество тепла, передаваемое с поверхности в окружающую среду за секунду, определяется по мощности электронагревателя.
N = Iн *Uн (Вт), (3)
где Iн – сила тока в цепи нагревателя, А;
Uн – напряжение на зажимах нагревателя, В.
С целью определения средней температуры поверхности трубы с помощью термопар измеряется температура в нескольких точках поверхности.
У
дельный
поток тепла, передаваемого путём
теплового излучения, определяется по
уравнению Стефана-Больцмана:
где С – приведённый коэффициент лучеиспускания, Вт/м2*оК4 при тепловом излучении в неограниченном пространстве. С принимается равным коэффициенту лучеиспускания излучающей поверхности С1, который определяется соотношением:
С1 = С0 (5),
где - степень черноты поверхности тела.
В нашем случае в интервале температур от 323 до 773оК сильно окислённый алюминий имеет = 0.2 – 0.3, а алюминиевая краска при Т = 323оК - = 0.5; для окисленной стали = 0.8.
С0 – коэффициент лучеиспускания абсолютно чёрного тела, равен 5.7 Вт/м2оК4.
Коэффициент теплоотдачи излучением определяется по уравнению:
qл = л(Tn – Tc), Вт/м2 (6)
Описание установки (см. рис.)
В горизонтально установленной стальной трубе 1 расположен электронагреватель 2, в цепь которого подключается амперметр 3 и вольтметр 4.
Температура трубы измеряется с помощью термопар 5.