3 . Схематическое представление установки:

Описание:

1. Тонкостенная труба d = 40 мм l = 1600 мм;

2. Хромель-копеливые термопары;

3. Трансформатор;

4. Вольтметр Щ-4313

5. Милливольтметр;

6. Многопозиционный переключатель.

4. Таблица результатов

U, В	I1, А	I, А	Температура, ºС
			t1	t2	t3	t4	t5	t6	t7	t8	t9	t10	tвозд
0.60	0.39	15.6	28.1	30.2	30.1	30.3	30.5	29.6	30.4	28.6	29.1	30.0	19.0
0.60	0.39	15.6	28.2	30.3	30.1	30.2	30.5	29.5	30.4	28.6	29.0	30.1	19.0
0.95	0.69	27.6	44.5	44.3	44.5	45.1	45.2	46.7	46.6	44.3	46.1	46.4	21.0
0.95	0.69	27.6	44.6	44.4	44.5	45.0	45.2	46.6	46.6	44.3	46.0	46.5	21.0

5. Обработка результатов

Средняя температура первой термопары при U = 0.60 В:

Рассчитаем погрешность непосредственного измерения температуры. Опередим среднеквадратичную погрешность среднего арифметического:

Зададим доверительную вероятность α = 0.95 и определим коэффициент Стьюдента для заданного числа α и числа произведённых измерений 2:

t_α,n = 4.3

Найдем полуширину доверительного интервала:

,

где ΔT_сл = t_α,n S =

Тогда:

Таким образом рассчитаем оставшиеся значения и их погрешности и занесем результаты в таблицу:

U, В

I1, А

I, А 40∙I1

Температура, ºС

t1

t2

t3

t4

t5

t6

t7

t8

t9

t10

tвозд

0.600 ±0.010

0.390 ±0.010

15.6 ±0.4

28.15±0.23

30.25±0.23

30.10±0.10

30.25±0.23

30.50±0.10

29.65±0.23

30.40±0.10

28.60±0.10

29.05±0.23

30.05±0.23

19.0± 0.5

0.950 ±0.010

0.690 ±0.010

27.6 ±0.4

44.55±0.23

44.35±0.23

44.50±0.10

45.05±0.23

45.20±0.10

46.65±0.23

46.60±0.10

44.30±0.10

46.05±0.23

46.45±0.23

21.0± 0.5

– электрическая мощность нагревателя

при U = 0.60 В

при U = 0.95 В

Q = Q_к + Q₃,

где Q_к – тепло, переданное воздуху конвекцией

Q_з – тепло, переданное окружающей среде излучением

Лучистая составляющая определяется:

где ε = 0.15 – степень черноты поверхности;

Т_ср – средняя температура поверхности, К;

Т_возд – температура окружающего воздуха вдали от поверхности, К.

- площадь поверхности трубы

при U = 0.60 В:

при U = 0.95 В:

Определим средний коэффициент теплоотдачи:

при U = 0.60 Вт:

при U = 0.95 Вт:

По полученным значениям найдем критерии Nu, Pr, Gr.

Запишем необходимые физические свойства воздуха:

при U = 0.60 В:

при U = 0.95 В:

при U = 060 В

при U = 0.95 В

T_m = 296.35 при U = 0.60 В

β = 3.37∙10^-3 Δ β =

T_m = 306.25 при U = 0.95 В

β = 3.27∙10^-3 Δ β =

при U = 0.60 В:

при U = 0.95 В:

Nu	Gr ∙ 108	Pr
209±13	58±3	0.698
251±7	106.0±2.5	0.698

lg(Nu)	lg(Gr∙Pr)
2.320 ± 0.027	9.607 ± 0.021
2.399 ± 0.011	9.869 ± 0.009

Из графика получим n=0,32

Таким образом

По Кириллову:

при – турбулентный режим