2.5. Контрольні запитання

1. Що являє собою процес теплопровідності в твердому тілі?

2. Характеристика стаціонарних і нестаціонарних процесів.

3. Чим відрізняється розподіл температур у плоскій і циліндричній стінках?

4. Що таке питомий тепловий потік? Які існують вирази для питомого теплового потоку циліндричної стінки?

5. Як впливає потужність теплового потоку на розподіл температур у циліндричній стінці?

6. Фізична суть теплопровідності.

7. Закон перенесення теплоти в процесі теплопровідності.

8. Порядок проведення експериментів.

9. Вплив коефіцієнта теплопровідності на теплові втрати й інтенсифікацію процесу.

10. Граничні умови першого й другого родів.

2.6. Техніка безпеки

1. До ввімкнення оглянути установку, перевірити електричні кола.

2. Перед вмиканням установки попередити навколишніх працівників.

3. Заборонено залишати установку ввімкненою без нагляду.

4. Додержувати обережності в процесі електричних вимірювань.

5. Вимикаючи установку, насамперед вимикати рубильник, а потім вимірювальні прилади.

6. Акуратно поводитися з вимірювальними приладами.

7. Після закінчення роботи прибрати робоче місце.

3. Дослідження процесу тепловіддачі плоскої металевої поверхні

Мета роботи – вивчити параметри процесу тепловіддачі плоскої поверхні в умовах вільної конвекції; одержати конкретні критеріальні залежності для різних варіантів просторового розміщення плоскої поверхні.

3.1. Основні теоретичні положення

Процес тепловіддачі плоских металевих поверхонь в умовах вільної конвекції часто трапляється в хімічному устаткуванні як позитивний і в багатьох випадках як негативний процес. Як позитивний, наприклад, у випадку передавання теплоти в конкретних сушильних установках, як негативний – у випадку теплових втрат у навколишнє середовище. При цьому виникають такі випадки, коли тепловіддавальна поверхня може бути орієнтована в просторі по-різному, що істотно впливає на умови й інтенсивність теплообміну з навколишнім середовищем.

Теоретична задача до розв’язання диференціальних рівнянь Нов’є - Стокса, нерозривності і енергії без будь-яких спрощень. Задача трудомістка. Тому багато задач щодо вільної конвекції в необмеженому просторі розв’язують експериментально, з одержанням критеріальних залежностей вигляду [1-3]

. /3.1/

У практиці викликає інтерес одержання критеріальних залежностей вигляду /3.1/ для різних варіантів просторового розміщення плоскої металевої поверхні.

3.2. Опис установки

На рис. 3.1 зображено схему дослідної установки для дослідження тепловіддачі плоскої металевої поверхні. Вимірювальний вузол являє собою багатошарові плоскі стінки 2-5, розташовані з обох боків плоского електронагрівника 1. Зовнішні стінки 5, які віддають тепло завдяки конвекції в навколишнє середовище, виконано з нержавіючої сталі. Геометричні розміри стінки: B = 0,11 м – ширина; H = 0,245 м – висота.

Хромель-копелеві термопари 6 вимірюють температуру на поверхні стінок. Термопари ввімкнено до електронного потенціометра 7. Температури зовнішнього повітря вимірюють термометром 8. Вимірювальний вузол встановлено на шарнірних опорах II з можливістю обертання навколишньої їхньої осі для дослідження тепловіддачі за різного просторового розміщення площин 5.

Потужність електронагрівника регулюють ЛАТРом 9 і контролюють ватметром 10.