Обробка результатів досліду

1. Визначити значення коефіцієнта тепловіддачі при бульбашковому кипінні води на поверхні горизонтальної трубки по формулі

,

(2)

де – електрична потужність, що підводиться до трубки, Вт; – спад напруги на трубці, В; – електричний опір трубки, Ом; – радіус трубки, м; – довжина трубки, м.

Експериментальне значення коефіцієнта тепловіддачі слід порівняти з розрахунковим, одержаним по формулі (1).

2. Визначити сумарні значення коефіцієнта тепловіддачі на поверхні кулі в умовах плівкового кипіння методом регулярного режиму 1-го роду.

Метод регулярного режиму можна використовувати за умови, що очікуване значення коефіцієнта тепловіддачі не перевищує значення

,

(3)

де – теплопровідність матеріалу кулі, Вт/(м·К); – об'єм кулі, м³; – поверхня кулі, м²; – коефіцієнт форми, м². У нашому випадку , що значно перевищує значення коефіцієнта тепловіддачі, який має місце при плівковому режимі кипіння.

У разі непостійності коефіцієнта тепловіддачі за рахунок зміни температурного чинника, що має місце при охолодженні кулі, можна скористатися наступним методом. Температурну криву, одержану за допомогою графічного пристрою, слід розбити на 10 рівних інтервалів за часом (через 1іс), перебудувати її в логарифмічних координатах і визначити інтервал, що відповідає регулярному режиму при плівковому режимі кипіння. Кінець інтервалу можна визначити по різкому спаду температурної кривої, що свідчить про початок перехідного режиму кипіння. Потім визначити темп охолодження на інтервалах часу , які відповідають регулярному режиму охолодження при плівковому кипінні, по формулі

,

(4)

і підрахувати значення коефіцієнтів тепловіддачі по формулі

,

(5)

де – коефіцієнт тепловіддачі на і-тій ділянці, Вт/(м²·К); – маса кулі, кг; – поверхня кулі, м²; – густина міді, кг/м³; – питома теплоємність міді, Дж/(кг·К); – радіус кулі, м; – темп охолодження на і-тій ділянці, 1/с.

Формула (4) одержана за припущення рівності коефіцієнта нерівномірності температурного поля кулі одиниці (≈1), що має місце в нашому випадку, оскільки радіус кулі малий, коефіцієнт тепловіддачі при плівковому кипінні невеликий, а теплопровідність міді значна, а отже, і критерій <0,1.

Оцінка похибок вимірювань

Середньоквадратична похибка непрямого вимірювання коефіцієнта тепловіддачі при плівковому режимі кипіння, відповідно до залежностей (4), (5), підраховується по формулі

.

(6)

Абсолютна похибка визначення темпу охолодження визначається класом точності графічного пристрою і погрішністю градуювання термопари ТХА. Похибки і визначаються похибками табличних даних.

Контрольні питання

1. Що називається першою критичною густиною теплового потоку?

2. Назвіть умови, необхідні для виникнення процесу кипіння?

3. Які режими кипіння ви знаєте?

4. У чому полягає гістерезис при переході від плівкового кипіння до бульбашкового?

5. Чому коефіцієнт тепловіддачі при плівковому кипінні нижчий, ніж при бульбашковому?

6. Що називається критичною густиною теплового потоку?

7.іЧи можуть співіснувати на поверхні нагріву бульбашковий і плівковий режими кипіння?

8. Чому не можна використовувати метод регулярного режиму для визначення коефіцієнта тепловіддачі при бульбашковому кипінні на поверхні кулі?

0