- •Теоретические основы теплотехники
- •Теоретические основы теплотехники
- •Порядок выполнения работы:
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Основные теоретические положения
- •Процессы изменения состояния влажного воздуха
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Основные теоретические положения
- •Фазовая I-s диаграмма водяного пара
- •Процессы изменения состояния водяного пара
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Литература
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Порядок выполнения работы:
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета по работе
- •Контрольные вопросы для самопроверки
- •Литература
- •Литература
- •Карнаух Вікторія Вікторівна, старший викладач
- •Теоретичні основи теплотехніки
- •83023, М. Донецьк, вул. Харитонова, 10. Тел.: (062) 97-60-45
Порядок выполнения работы
-
Ознакомиться с экспериментальной установкой.
-
Проверить готовность установки к работе: присоединение к экспериментальному стенду ЛАТР.
-
Включить установку и с помощью ЛАТР установить силу тока I=1A.
-
Измерять температуру на поверхности трубы через каждые 5 мин. Показания приборов (амперметра, вольтметра, логометра) заносить в подготовленную форму протокола испытаний (таблица 1).
-
При достижении стационарного (установившегося) режима, когда температура в одной и той же точке в течении 5 мин изменится не более чем на 1-2ºС, перейти на следующий режим.
-
Повторить эксперимент при силе тока 1,5А, 1,75А, 2А.
Рисунок 1 - Схема экспериментальной установки для определения коэффициента теплоотдачи: 1-металлическая труба с d=0,072м; 2- ТЭН; металлическая труба с d=0,013м; 4- торцевая изоляция; 5- термопары; 6- гнезда термопар; 7- ЛАТР; 8-амперметр; 9- вольтметр; 10- логометр.
Таблица 1 - Протокол испытаний
№ опыта |
Сила тока І, А |
Напряже-ние U, B |
Температура, |
|||||
Поверхности трубы, tст |
Воздуха, tв |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
средняя |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработка результатов эксперимента
1. Тепловая мощность, выделившаяся в электронагревателе и отведенная от поверхности трубы к воздуху путем соприкосновения и излучения
W=IU, Вт (7)
2. Тепловой поток, переданный излучением
, Вт (8)
где ε=0,8 – степень черноты трубы; с0=5,67 – коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт/м2К4 ; F=πdl – площадь боковой поверхности трубы, м2; Tст и Тж – соответственно абсолютные температуры поверхности трубы и жидкости (окружающего воздуха), К.
3. Тепловой поток, переданный конвекцией
Фк=W-Фи, Вт (9)
4. Средний коэффициент теплоотдачи
, Вт/м2К. (10)
Для распространения полученных результатов на другие подобные процессы необходимо расчетные данные обобщить и представить их в виде критериального уравнения (6), которое описывает процесс конвективного теплообмена для случая свободного движения воздуха около горизонтальной трубы.
5. Определить для каждого режима критерий Нуссельта (формула 2) и критерий Грасгофа (формула 3). Полученные данные занести в таблицу 2.
Физические параметры воздуха λ и ν принять из таблицы 3 при температуре окружающей среды.
Таблица 2 - Результаты обработки опытных данных
№ режима |
Тепловая мощность, Вт |
Коэф-фициент тепло-отдачи , Вт/м2К |
Крите-рий Нус-сельта, Nuж |
lgNuж |
Крите-рий Грасд-гофа, Grж |
lgGrж |
n |
c |
|||
W |
Фк |
Фи |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Значение показателя степени n и коэффициента с в уравнении (6) можно определить после его логарифмирования и построения зависимости lgNu от lgGr в виде прямой
, (11)
. (12)
7. Полученные значения n и с сопоставить со значениями, приведенными в учебнике ( n=0,5 и с=0,25).
Таблица 3 - Физические параметры сухого воздуха
t, oC |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
λ102, Вт/мК
|
2,50 |
2,52 |
2,54 |
2,56 |
2,58 |
2,6 |
2,62 |
2,63 |
2,64 |
2,66 |
2,68 |
ν106, м2/с |
14,16 |
14,34 |
14,52 |
14,7 |
14,88 |
15,05 |
15,25 |
15,45 |
15,6 |
15,75 |
16,0 |