3.5. Контрольні запитання

1. Що являє собою процес вільної конвекції?

2. Які умови проведення досліду необхідні?

3. Як залежить процес тепловіддачі від змочування поверхні виробу?

4. Як залежить процес тепловіддачі від геометрії поверхні кута її нахилу, орієнтації в просторі?

5. Залежність між якими величинами й параметрами встановлюється критеріями , , ?

6. Опис установки й порядок проведення дослідів.

7. Чим зумовлено застосування логарифмічної системи координат для побудови критеріальної залежності?

3.6. Техніка безпеки

1. Перед увімкненням оглянути установку, перевірити електричне коло.

2. Перед увімкненням установки попередити навколишніх працівників.

3. Заборонено залишати установку ввімкненою без нагляду.

4. Бути обережним під час електричних вимірювань.

5. Вимикаючи установку, спершу вимкнути рубильник, а потім усі прилади.

6. По закінченні роботи треба знеструмити установку.

4. Тепловіддача керамічного циліндра в умовах вільної конвекції

Мета роботи – вивчити параметри процесу тепловіддачі в умовах вільної конвекції; одержати конкретні критеріальні залежності для керамічного циліндра.

4.1. Основні теоретичні положення

Процес теплопровідності керамічних труб в умовах вільної конвекції використовується в радіотехніці під час розрахунку режимів нагрівання керамічних резисторів, напівпровідникових керамічних ізоляторів. У технологічних схемах виробництва керамічних труб у зоні формування також відбувається тепловіддача в умовах вільної конвекції.

Процес тепловіддачі металевих тіл правильної геометричної форми вивчено досить добре [1-3]. Одержані критеріальні залежності процесу вільної конвекції вигляду

, /4.1/

очевидно, можна використати й розв’язуючи задачі щодо тепловіддачі керамічних тіл. Проте викликає інтерес вивчення впливу властивостей матеріалу на теплообмін з навколишнім середовищем. До таких властивостей можна віднести як геометричний стан поверхні так і змочування її.

4.2. Опис установки

На рис. 4.1 зображено дослідну установку для вивчення тепловіддачі керамічної труби у вільному потоці повітря у випадках, коли її розміщують вертикально, похило чи горизонтально.

У середину дослідної труби 2 вміщено електронагрівник 1, який має таку будову: на внутрішню металеву трубу накладено тонкий шар міканіту, поверх якого намотано ніхромовий дріт. Зверху ніхромову намотку покрито міканітом і азбестом і вставлено в металеву трубу, на яку посаджено дослідну керамічну трубу. Трубу ретельно ізольовано з торців.

Для вимірювання температури на зовнішній поверхні труби закладено систему термопар 3, розміщених на спіралі. Потужність струму вимірюють приладом Д 556 7, регулюють реостатом 6, ЕРС термопар вимірюють електронним потенціометром 4. Температуру середовища вимірюють термометром.

4.3. Порядок проведення дослідів

Підготувавши установку до роботи і перевіривши справність усіх вузлів, увімкнути нагрівник. Регулюючи потужність нагрівника, встановити потрібну температуру зовнішньої поверхні і до встановлення стаціонарного режиму підтримувати потужність постійною.

Вимірювання треба проводити не менш як 3 рази через 10…15 хвилин за умови сталості в часі температури на зовнішній поверхні труби й додержання заданого температурного режиму.

Потім, змінивши потужність нагрівника, провести аналогічні вимірювання за нової температури поверхні.

Результати вимірювань внести в табл. 4.1.

Таблиця 4.1

Розміри і кут нахилу труби	Середовище, його температура , ºС	Потужність теплового потоку Q, Вт	Номер виміру	Покази приладу, °С
				1	2	3	4	5	6
				1
				2
				3

Примітка. Термопари розміщено під кутами до вертикальної площини: 1 – 0⁰; 2 – 60⁰; 3 – 120⁰; 4 – 180⁰; 5 – 240⁰; 6 – 300⁰.