Протокол спостережень №1

№ дос- ліду	Найме- нування величини	Параметри за положенням перемикача										Показання лічильника
		повітря		стінка				ізоляція				Початкове	Кін- цеве
		На вході	На ви-ході									,	,
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	, мВ
2	, мВ
3	, мВ
Середня ЕРС у 3 дослідах
Середня ЕРС по поверхні, , мВ		-										Різниця
Температура, ºC												-

Протокол спостережень №2

Тривалість між замірами, ,с	Перепад тіску на мікромано-метрі, , мм рт.ст.	Потужність електонагрі-вача, , Вт	Температура холодних спаїв, ,ºC	Температура оточуючого повітря, ºC

Після закінчення експерименту вимикається електропостачання та закривається шибер.

Обробка результатів спостережень

Осереднюється значення ЕРС термопар для стінки труби та поверхні ізоляції.

По градуювальних таблицям хромель-копелевих термопар (див. додаток) визначаються температури повітря на вході та на виході з робочої дільниці, зовнішньої поверхні ізоляції та стінки труби .

По середній температурі визначаються теплофізичні властивості повітря.

За експериментально отриманою залежністю для подібних умов визначається коефіцієнт тепловіддачі в оточуюче середовище

.

Визначається тепловідвід в оточуюче середовище

.

Розраховується об’ємна витрата та швидкість повітря

, .

Знаходиться тепловий потік, який підведено до повітря

,

де - теплоємність повітря; - густина повітря.

Для контролю визначається тепловий потік з рівняння енергетичного балансу установки

.

Розраховується експериментальне значення коефіцієнта тепловіддачі

,

де - поверхня теплообміну, ; - внутрішній діаметр труби; - середній температурний напір, .

Розраховується експериментальне значення коефіцієнта гідравлічного опору тертя

,

де - перепад тиску на робочій ділянці, Па; - кутовий коефіцієнт мікроманометра; - густина рідини в мікроманомтрі.

Після цього визначається розрахункове значення коефіцієнта тепловіддачі за критеріальним рівнянням.

Визначається критерій Рейнольдса для потоку повітря у трубі

,

_де - кінематична в’язкість повітря.

За таблицею 5.1 в залежності від режиму руху повітря обирають крітеріальне рівняння.

Таблиця 5.3 - Критеріальні рівняння для визначення теплообміну та гідравлічного опору

Режим руху середовища	Критеріальні рівняння для розрахунку
Ламінарний
Турбулентний

При умові розрахунок проводять за критеріальним рівнянням для турбулентного режиму з множенням результату на величину, що визначається з співвідношення

.

_{У рівняннях прийнято:}

- критерії Прандтля для рідини при температурі стінки та середовища відповідно;

- критерій Грасгофа, що враховує вплив вільної конвекції; - поправка на вплив геометричних розмірів ділянки теплової ізоляції (вибирається з таблиці 5.2).

У співвідношенні для критерія Грасгофа визначальний лінійний розмір обирається з умови просторового розташування труби ( для горизонтальної труби ).

Таблиця 5.2 - Поправка до критеріального рівняння на вплив

геометрічних розмірів

Критерій	Відношення
	1	2	5	10	15	20	30	40	50
	1,65	1,5	1,34	1,23	1,17	1,03	1,07	1,03	1,0
	1,34	1,27	1,18	1,13	1,10	1,08	1,04	1,02	1,0
	1,14	1,11	1,08	1,05	1,04	1,03	1,02	1,01	1,0

Тут - довжина труби.

Визначається розрахункове значення коефіцієнта тепловіддачі

.

Аналіз результатів експерименту

Порівняти значення коефіцієнта тепловіддачі з та коефіцієнта гідравлічного опору тертя з його теоретичним значенням.

Оцінити вплив режимних параметрів на інтенсивність теплообміну та втрат тиску при течії повітря у трубі.

Контрольні запитання

1. Що таке вимушена конвекція та чим вона відрізняється від вільної конвекції?

2. Що таке коефіцієнт тепловіддачі, і який його фізичний зміст?

3. Що уявляє собою гідродинамічний та тепловий прикордонний шар? Як вони впливають на інтенсивність теплообміну?

4. Що називається коефіцієнтом гідравлічного тертя? Від яких факторів він залежить?

5. Визначити критерії, що характеризують теплообмін при вимушеній конвекції.

6. Опишіть фактори інтенсифікації теплообміну при вимушеній конвекції.

7. Опишіть експериментальну установку.

8. Які методи вимірювання температури та теплових потоків використані при виконанні експерименту?

9. Які величини треба вимірювати при експериментальному визначенні коефіцієнта тепловіддачі?

10. Які величини треба вимірювати при експериментальному визначенні коефіцієнта гідравлічного опору тертя?

Лабораторная работа № 6

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИТРОПНОГО ГАЗОВОГО ПРОЦЕССА

Цель работы – изучение термодинамических свойств идеального газа в политропном процессе на математической модели. Определение энергетических результатов такого процесса.

Исходные данные выбираются в соответствии с вариантом задания из табл. 3.2. и заносятся в табл.3.1.

Задание по работе

• определение недостающих термических характеристик идеального газа в заданных начальном 1 и конечном 2 его состояниях;

• вычисление показателя политропы ;

• определение величины изменения термических ( ) и калорических ( ) характеристик состояния газа;

• вычисление количества теплоты , деформационной работы и работы перемещения в политропном процессе;

• построение схематических графиков изменения состояния идеального газа в данном процессе в термодинамических диаграммах и .

• составление уравнения и схемы энергетического баланса по первой ( ) или по второй ( ) формам энергобаланса.