Контрольные вопросы

1. Какой газ называется идеальным?

2. При каких условиях воздух можно считать идеальным газом?

3. Как формулируется закон Дальтона для смеси идеальных газов?

4. Назовите и дайте определения основных характеристик влажного воздуха.

5. Каковы устройство и принцип действия аспирационного психрометра Ассмана?

6. Каким образом по i-d (h-d) диаграмме определяются параметры влажного воздуха?

7. В каких расчётах используют i-d (h-d) диаграмму?

8. Что вносит погрешность в результаты определения относительной влажности воздуха в работе?

Лабораторная работа №3.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СКОРОСТИ СРЕДЫ

Цель работы: изучение особенностей конвективного теплообмена, экспериментальное определение коэффициента теплоотдачи при обтекании потоком воздуха нагретой металлической поверхности.

1. Основные теоретические положения

Под конвективным теплообменом, или, как его часто называют, теплоотдачей, понимается совместный процесс передачи тепла конвекцией и теплопроводностью, например, теплообмен между потоком теплоносителя (жидкости или газа) и поверхностью стенки, направление теплового потока при этом будет зависеть от температур теплоносителя и стенки.

Тепловой поток, передаваемый при конвективном теплообмене, определяется по формуле Ньютона-Рихмана:

(1)

где - коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом теплоотдачи; t_ж - температура теплоносинеля,⁰С; t_СТ - температура стенки,⁰С; F - поверхность соприкосновения теплоносителя со стенкой, м².

Из уравнения можно определить разность

,

где - термическое сопротивление стенки при теплоотдаче соприкосновением.

Формулу можно использовать как при теплоотдаче от жидкости или газа к стенке, так и при теплоотдаче от стенки к жидкости или газу. В обоих принимается абсолютное значение разности температур.

Коэффициент теплоотдачи α имеет размерность Вт/м², представляет собой величину теплового потока или, что то же, количество тепла, проходящего в единицу времени от жидкости (газа) к стенке (или наоборот) через 1м² поверхности, приходящееся на каждый градус разности температур жидкости и стенки. В отличие от коэффициента теплопроводности коэффициент теплоотдачи α - величина, в которой учитываются следующие факторы, обуславливающие протекание конвективного теплообмена: характер движения жидкости или газа (ламинарное или турбулентное) и природа его возникновения; скорость движения жидкости или газа V; физические параметры жидкости или газа (теплопроводность , вязкость , плотность , теплоёмкость С_р, коэффициент объёмного расширения , температура жидкости или газа и поверхности t_ж, t_ст; форма и линейные размеры омываемой жидкостью или газом поверхности ₁, ₂, ₃ .

Таким образом:

Существенное значение в конвективном теплообмене имеет режим движения жидкости или газа. Турбулентное движение всегда усиливает теплообмен. Наличие пограничного слоя большой толщины у поверхности стенки увеличивает её термическое сопротивление и замедляет перенос тепла. При изучении конвективного теплообмена коэффициент теплоотдачи в большинстве случаев определяют экспериментально.