Обработка экспериментальных данных

Все значения температур перевести в систему Си.

Выполнить следующие вычисления для каждой из труб (горизонтальной и вертикальной ) по результатам третьего измерения( опыта) :

1. Найти среднюю температуру поверхности трубы Т_п как среднее арифметическое показаний всех трех термопар, а также температурный напор Т = Т_п - Т_в. Полученные данные занести в колонки 5 и 7 протоколов наблюдений.

2. Вычислить общий коэффициент теплоотдачи от поверхности трубы к окружающей среде по уравнению:

, Вт/(м2·К),

где – мощность теплового потока, Вт; – площадь поверхности трубы, м². Полученный по этому уравнению коэффициент теплоотдачи представляет собой сумму коэффициентов теплоотдачи конвекцией и излучением .

3. Вычислить коэффициент теплоотдачи излучением по формуле:

, Вт/(м²К),

где  – степень черноты поверхности трубы, равная 0,25; – коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5,77 Вт/(м²К⁴).

4. Определить экспериментальное значение коэффициента теплоотдачи конвекцией:

, Вт/(м²К).

5. Найти коэффициент теплоотдачи конвекцией расчетным путем, для чего сначала по уравнению (8.2) вычислить значение критерия Грасгофа, затем по уравнению (8.4) – значение критерия Нуссельта, а далее – из уравнения (8.1) – исходную величину .

Физические константы воздуха, входящие в расчетные формулы, выбираются по табл. 4 приложения. Определяющей температурой воздуха является температура вдали от стенки, т. е. Т_в. Значение критерия Прандтля принять равным 0,7. Определяющий размер – для горизонтальной трубы– ее диаметр; для вертикальной – высота. Коэффициент объемного расширения воздуха .

Результаты обработки опытных данных занести в табл. 8.3.

Сравнить коэффициенты конвективной теплоотдачи, полученные экспериментально ( ) и расчетным путем ( ).

Таблица 8.3

Результаты обработки экспериментальных данных

Номер опыта	Ф, Вт				в,	, м2/с	Nud,h	Grd,h	Grd,h·Prd,h		, Вт/(м2К)
труба – горизонтальная
1.
труба вертикальная
2.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Что называется конвективным теплообменом?

2. Дать определение коэффициента теплоотдачи.

3. Какая зависимость называется критериальным уравнением?

4. Какой вид имеет критериальное уравнение для теплоотдачи при свободной конвекции?

5. Какие стороны физических явлений характеризуют критерии Рейнольдса Re, Нуссельта Nu, Грасгофа Gr и Прандтля Рr ?

6. Что называется определяемым критерием подобий?

7. Что называется определяющим критерием подобия?

8. Что характеризуют граничные условия третьего рода?

9. Как устроена экспериментальная установка?

10. Что выражает уравнение Ньютона-Рихмана?

11. От каких факторов зависит коэффициент теплоотдачи?

12. Каков характер движения воздуха около нагретой горизонтальной трубы?

13. Почему величина коэффициента конвективной теплоотдачи зависит от пространственного положения трубы?

Лабораторная работа № 8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ОРЕБРЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Назначение работы. Экспериментальное определение КПД оребрения и среднеинтегрального коэффициента теплоотдачи оребренной поверхности.