4. Расчетные формулы и расчеты

1. Атмосферное давление находится с учетом температурного расши­рения столбика ртути барометра по формуле:

(7)

2. Температурный напор (разность температур струны и окружающей среды) находится по эмпирической формуле в зависимости от удлинения струны:

, (8)

где - удлинение струны, мм.

3. Средняя температура струны:

(9)

4. Мощность теплового потока, выделенная при прохождении электрического тока по струне:

(10)

4.5. Мощность теплового потока через поверхность струны в окру­жающую среду за счет теплового излучения определяется по закону Стефа- на-Больцман

, (11)

где =0,64…0,76 – степень черноты нихромовой проволоки, С₀=5,76 коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт/(м²*К⁴); F- теплоотдающая поверхность струны, равная

Таким образом, с учетом численных значений параметров:

(12)

4.6. Тогда мощность теплового потока через поверхность струны в окружающую среду за счет свободной конвекции:

(13)

4.7.Коэффициент теплоотдачи:

(14)

4.8.Теплофизические свойства воздуха (окружающей среды) при опре­деляющей температуре, равной :

плотность ; (15)

теплоемкость ;

R - характеристическая газовая постоянная воздуха, равная 287 Дж/кг°К.

коэффициэнт объемного расшрения ; (16)

коэффициент теплопроводности ; (17)

коэффициент кинематической вязкости ; (18)

коэффициент температуропроводности . (19)

9. Критерий Нуссельта:

(20)

9. Критерий Грасгофа:

(21)

9. Критерий Прандтля:

(22)

4.12. Результаты расчетов должны быть продублированы в форме сводной таблицы 2.

Таблица 2

№ п/п	Измеряемая величина	Обозначение	Единицы измерения	Номера опытов
				1	2		3	4	5
1	Температурный напор(разность температур струны и окружающей среды			200,656		316,017	436,75
2	Средняя температура струны			216,656	332,017		452,75
3	Количество тепла, выделенное электрическим током		Bт	37,95	67,4		105,5
4	Количество тепла, отданное излучением		Вт	4,864	12,231		26,044
5	Количество тепла, отданное конвекцией	Q	Вт	33,086	55,169		79,456
6	Коэффициент теплоотдачи			68,164	72,168		75,207
7	Коэффициент объемного расширения воздуха		1/ град	3,46×10	3,46×10		3,46×10
8	Теплоемкость воздуха		Дж/(кг град)	1006	1006		1006
9	Коэффициент теплопроводности воздуха			0,026	0,026		0,026
10	Плотность воздуха			1,199	1,199		1,199
11	Коэффициент температуропроводности воздуха	a		2,13 ×10	2,13 ×10		2,13 ×10
12	Коэффициент кинематической вязкости воздуха			1,532×10	1,532×10		1,532×10
13	Критерий Нуссельта	Nu	-	1,327	1,405		1,464
14	Критерий Грасгофа	Gr	-	3,629	5,716		7,899
15	Критерий Прандтля	Pr	-	0,719	0,719		0,719
16	Критериальное уравнение	-	-	Nu=1,18(Gr× Pr)

13. По результатам расчетов построить в соответствующем масштабе в логарифмических координатах график зависимости критерия Nu от произ­ведения (Gr-Pr).

14. Характер зависимости по п. 4.13. представить в виде прямой ли­нии. Решив уравнение прямой линии, получить уравнение (6) в явном виде и сравнить его с табличным значением.