9. 3 Методика опрацювання опитних даних

Кількості тепла, що виділяється нагрівачем і минуще через бічну поверхню трубки, треба приймати рівним потужності нагрівача. При цьому теплом, переданим з торцевих поверхонь у навколишнє середовище, зневажити, тому що діаметр трубок набагато менше її довжини.

Сумарний коефіцієнт тепловіддачі (конвекцією і випромінюванням) визначите з рівняння Ньютона - Ріхмана:

, (9.1)

де Q - потужність теплового потоку, Вт;

Н - бічна поверхня трубки, м²;

t_сm - середня температура стінки труби, ^оС;

1 – металеві трубки різного діаметра; 2 - електричні нагрівачі; 3 - реостат; 4 - термопари;

5 - багатокрапковий перемикач; 6 - вимірювальний прилад; 7 - термостат; 8 - ртутний термометр;

9 - ватметр

Р исунок 9.1 - Схема опитної установки

t_ср - температура навколишнього повітря, ^оС.

Температуру поверхні трубки знайдіть як середнє арифметичне з трьох температур, обмірюваних у різноманітних точках трубки. Для визначення коефіцієнта тепловіддачі конвекцією попередньо обчислите коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням по формулі

, (9.2)

де С_о - коефіцієнт променювання абсолютно чорного тіла;

С_о = 5,67 Вт / (м². К⁴);

ε - степінь чорнуватості поверхні трубки, прийміть ε = 0,37, якщо не буде іншої указівки викладача.

Коефіцієнт тепловіддачі конвекцією визначите як різницю між сумарним коефіцієнтом тепловіддачі і коефіцієнтом тепловіддачі випромінюванням по рівнянню

α _к = α – α_в. (9.3)

Температуру стінки обчислите по формулі

t_сm = а Е + t_хс, (9.4)

де а - тарувальний коефіцієнт термопари; а = 23,5 К / (м·В);

Е - ЕДС термопари;

t_хс - температура холодного спаю термопари, ^оС, t_хс = t_ср.

9. 4 Вимоги до звіту

Звіт повинний містити:

1 Титульний лист по установленій формі.

2 Назва і ціль роботи.

3 Основні теоретичні положення.

4 Розрахункові формули, результати вимірів і розрахункових даних ( у виді таблиці ).

5 Схему опитної установки і стислий її опис.

6 Висновки про роботу.

Контрольні питання

1. Дайте стислу характеристику конвективного теплообміну.

2. Особливості теплообміну при змушеному і вільному прямуванні теплоносія.

3. У чому фізичний зміст коефіцієнта тепловіддачі ? Від яких чинників залежить його розмір ?

4. Напишіть основне рівняння конвективного теплообміну.

5. Напишіть формулу для визначення коефіцієнта тепловіддачі випромінюванням.

Лабораторна робота 10 визначення коефіцієнта випромінювання та ступеня чорнуватості твердого тіла

Ціль - ознайомлення з одним з експериментальних методів визначення коефіцієнта випромінювання й ступеня чорнуватості твердого тіла (калориметричним засобом).