- •Саратов 2006
- •410054, Саратов, ул. Политехническая, 77
- •1. Основные понятия
- •2. Методика проведения эксперимента
- •3. Описание лабораторного стенда
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Обработка результатов эксперимента
- •6. Содержание и оформление отчета по работе
- •7. Контрольные вопросы
- •8. Требования безопасности труда
- •1. Основные понятия
- •2. Описание лабораторного стенда
- •3. Методика проведения эксперимента
- •4. Обработка результатов эксперимента
- •5. Содержание и оформление отчета по работе
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Требования безопасности труда
- •1. Основные понятия
- •2. Описание лабораторного стенда
- •3. Методика проведения эксперимента
- •4. Обработка результатов эксперимента
- •5. Содержание и оформление отчета по работе
- •6. Контрольные вопросы
- •7. Требования безопасности труда
2. Описание лабораторного стенда
Установка для определения коэффициента теплоотдачи (рис.3) состоит из металлической трубы (размеры трубы указаны на стенде), внутри которой находится электрический нагреватель.
Количество теплоты, выделенное электронагревателем и переданное через стенку трубы в окружающую среду при установившемся тепловом состоянии, определяется по затраченной электрической мощности нагревателя. Напряжение измеряется вольтметром (диапазон измерений В, класс точности -2,5, цена одного деления = 10 В, ГОСТ 8711-60), а сила тока – амперметром (диапазон измеренийА, класс точности -2,5, цена одного деления = 0,1 А, тип Э421). Изменение мощности, потребляемой электронагревателем, производится при помощи ЛАТРа 4, последовательно включенного в цепь нагревателя.
Температура поверхности трубы измеряется термопарами «хромель-копель» в верхней 1, нижней 2 и средней 3 точках окружности трубы, соединенных через переключатель 5 с милливольтметром 6 типа М-64 (диапазон измерений оС, класс точности - 1,5, цена одного деления = 10оС, ГОСТ 9736-68). Число значащих цифр при снятии показаний с приборов должно быть следующим: температуры – 3, напряжений – 3, сила тока – 2. Расчетное значение температуры поверхности трубы принимается как среднеарифметическое этих температур.
3. Методика проведения эксперимента
Основной величиной, подлежащей экспериментальному исследованию, в конвективном теплообмене является коэффициент теплоотдачи. Для определения коэффициента теплоотдачи в лабораторной работе применяется метод стационарного теплового потока и используется закон Ньютона-Рихмана
, (12)
где Qк– количество теплоты, переданной нагретым телом путем конвекции, Вт;F= π·d·l– площадь поверхности исследуемого участка трубы, м2;d– наружный диаметр трубы, м;l– длина исследуемого участка трубы, м;
- средний коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2·К).
Таким образом, чтобы рассчитать из уравнения (12), необходимо определитьQк,tст,tж,F.
Порядок выполнения лабораторной работы следующий:
1. Проверить готовность установки к работе: присоединение термопар к переключателю, включение установки и работу лабораторного автотрансформатора.
2. Заготовить протокол испытаний по следующей форме:
Протокол 1. Измерение температур
N опыта |
Сила тока, J, A |
Напряжение V, B |
Температура верхней части трубы, tcт1,оС |
Температура нижней части трубы, tcт2,оС |
Температура средней части трубы, tcт3,оС |
Средняя температура поверхности трубы, ,оС |
Температура окружающей среды (воздуха) tж,оС | ||
1 |
|
|
|
|
|
|
| ||
2 |
|
|
|
|
|
|
| ||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
3. Установить с помощью лабораторного трансформатора силу тока J= 1Aи измерить температуру верхней, нижней и средней части трубы через каждые 5 мин. Показания записывать в протокол.
4. При достижении стационарного режима, когда показания температур на протяжении последних 3 замеров остаются неизменными, измерения температур и запись результатов в протокол 1 при указанной силе тока прекращаются.
5. Изменить под наблюдением преподавателя силу тока до J= 1,5Aи повторить эксперимент. При достижении стационарного режима изменить силу тока доJ= 1,75A. Результаты измерений температур занести в протокол 1.