906
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 3.4 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обоз- |
Еди- |
|
Номера опытов |
|||||
Измеряемая величина |
наче- |
ницы |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
||
|
|
|
ние |
изм-я |
|
|
|
|
|
|
|
7. |
Коэффициент |
тепло- |
m |
Вт/(м2 К) |
|
|
|
|
|
|
|
отдачи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
Коэффициент объем- |
m |
1/К |
|
|
|
|
|
|
|
|
ного расширения воздуха |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
9. Теплоемкость воздуха |
сРm |
Вт/(кг К) |
|
|
|
|
|
|
|
||
10. |
Коэффициент |
тепло- |
m |
Вт/(м К) |
|
|
|
|
|
|
|
проводности воздуха |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
11. |
Плотность воздуха |
m |
кг/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
12. |
Коэффициент |
темпе- |
am |
м2/с |
|
|
|
|
|
|
|
ратуропроводности |
возду- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ха |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13. |
Кинематическая вяз- |
m |
м2/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
кость воздуха |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14. |
Критерий Нуссельта |
Nu |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
15. |
Критерий Грасгофа |
Gr |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
16. |
Критерий Прандтля |
Pr |
– |
|
|
|
|
|
|
|
|
17. log(Num) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18. log(Grm Prm) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19. |
Критериальное |
урав- |
– |
– |
|
|
|
|
|
|
|
нение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12. По результатам расчетов строится в соответствующем масштабе в логарифмических координатах график зависимости критерия Num от произведения (Grm Prm) и определяется коэффициент С и показатель степени n по уравнению прямой линии
log(Num) = logC + n log(Grm Prm).
Характер зависимости представить в виде прямой линии. Решив уравнение прямой линии, получить уравнение в явном виде и сравнить его с табличным значением.
13. Локальный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 К), находится из уравнения
NuX 0,6 GrX |
PrX 0,25 |
и далее |
X |
|
NuX X |
. |
|
||||||
|
|
|
|
|
lX |
|
30
14.Критерии подобия вычисляются при определяющем размере lОПР = lХ, которые принимаются по табл. 3.2.
15.Теплофизические свойства воздуха (окружающая среда) нахо-
дятся при определяющей температуре, равной tОПР = tОКР , ОС: плотность, кг/м3,
X |
|
ратм |
; |
287·(tОКР 273) |
теплоемкость, Дж/(кг К),
сРХ = 1005 + 0,0025 tОКР;
коэффициент объемного расширения, 1/К ,
1
X 273 tОКР ;
коэффициент теплопроводности, Вт/(м К),
Х = 0,000074 tОКР + 0,0245;
кинематическая вязкость, м2/с,
Х = (0,000089 t2ОКР + 0,088 tОКР + 13,886) 10-6 ;
коэффициент температуропроводности, м2/с,
a |
X |
|
X |
. |
|
||||
|
|
cPX X |
||
16. Критерий Грасгофа
GrX g lX 3
X 2
где tX – локальная температура табл. 3.3.
17. Критерий Прандтля
X tX tОКР ,
стенки трубы, принимаемая по
PrX X .
aX
18.Результаты расчетов должны быть продублированы в форме сводной табл. 3.5.
19.По результатам расчетов строится в соответствующем масшта-
31
бе график изменения локального коэффициента теплопередачи Х по высоте трубы.
|
|
Результаты расчетов |
|
|
|
Таблица 3.5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Точки |
Координата |
Локальный коэффи- |
|
|
Номера опытов |
||||||
замера |
замера lX , мм |
циент теплопереда- |
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
|
чи, Вт/(м2 К) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1,450 |
Х10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1,250 |
Х9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
1,050 |
Х8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0,850 |
Х7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
0,550 |
Х6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
0,400 |
Х5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
0,250 |
Х4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
0,150 |
Х3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
0,075 |
Х2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
0,025 |
Х1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1.Сформулируйте цель лабораторной работы и поясните, как она достигается?
2.Назовите основные узлы экспериментальной установки и укажите их назначение.
3.Как определяется средняя температура струны в установке?
4.Для чего замеряется барометрическое давление в данной работе?
5.Как определяется количество теплоты, отданное струной окружающему воздуху посредством конвекции?
6.Как определяется количество теплоты, отданное струной окружающему воздуху посредством излучения?
7.Что такое свободная и вынужденная конвекция?
8.Каков физический смысл и размерность коэффициента теплоотдачи?
9.Какие факторы определяют интенсивность конвективного теплообмена?
10.Что такое критерий подобия?
11.Что такое «определяющая температура» и «определяющий» раз-
мер?
12.Какие критерии называются «определяющими» и «определяемыми»?
32
13.Для чего и как составляются критериальные уравнения?
14.Как определяется коэффициент теплоотдачи из критериального уравнения?
15.Что характеризуют критерии Nu, Gr, Pr?
33
Содержание
Введение ……………………………………………………………………... 3
1.Работа 1. Определение коэффициента теплопроводности теплоизоля-
ционного материала …………………………………… ……………….. 3
2.Работа 2. Исследование процессов теплообмена на горизонтальном трубопроводе …………………………………………………………….. 12
3.Работа 3. Определение коэффициента теплопередачи при свободной конвекции …………………………………………………………........... 23
34
Учебное издание
Виртуальная лаборатория по теплопередаче
Методические указания к лабораторным работам для студентов
специальности 270109 «Теплогазоснабжение и вентиляция»
Составитель Владимир Дмитриевич Галдин
Редактор Н.И. Косенкова
35
Подписано к печати .03.2011 Формат 60 х 90 1/16. Бумага писчая Оперативный способ печати Гарнитура Таймс
Усл. п.л. 2,0, уч.-изд. л. 1,6
Тираж 50 экз. Заказ Цена договорная
** *
Издательство СибАДИ 644099, Омск, ул. П. Некрасова, 10
-----------------------------------------------------
Отпечатано в подразделении ОП издательства СибАДИ
36