5. Методика проведения эксперимента

5.1. После ознакомления с устройством опытной установки по разрешению преподавателя включить ее и отрегулировать мощность электронагревателя на 50 Вт.

2. Заготовить форму протокола для записи наблюдений и результатов вычислений в соответствии с табл. 1.

3. Через 30 - 40 минут после включения произвести измерение температуры всех термопар для определения выхода установки на стационарный режим. Измерения следует повторять через каждые 3-5 минут. Стационарный режим считается установившимся, если температура каждой термопары остается постоянной во времени.

4. После выхода на стационарный режим записать в заготовленную таблицу показания ваттметра и температуру всех точек. Повторить эти измерения три раза через каждые 2-3 раза. Во время опыта дверь и окна помещения лаборатории держать закрытыми, а возле установки не делать резких движений.

5. Установить следующий режим, увеличить мощность на 25-30 Вт, и в описанной последовательности повторить все измерения.

6. Температуру окружающей среды измерить с помощью термометра, находящегося вдали от установки.

7. После окончания работы выключить установку и показать результаты измерений преподавателю.

6. Методика обработки результатов эксперимента

6.1. Средний коэффициент теплоотдачи определяют по формуле:

где 1 - длина трубы, м;

d - диаметр трубы, м;

Δt = t_П - t_B - температурный напор, ⁰ С;

- мощность теплового потока, передаваемого опытной трубой в окружающую среду конвекцией, Вт

Qk = Q - Qлyч , Вт, (9)

где Q - полный тепловой поток, выделяемый электронагревателем и передаваемый в окружающую среду конвекцией и лучеиспусканием, Вт. Он численно равен мощности электронагревателя. Q = W₃h;

Qлyч - тепловой поток, передаваемый трубой в окружающую среду лучеиспусканием, Вт.

(10)

где Спр - приведенный коэффициент излучения,

Для латунной слабопомерованной трубы можно принять Спр=1,25

F – площадь поверхности трубы, м²

Подставив известные величины d и l в выражения (8) и (10), получим следующие формулы для расчета α_ср и

(11)

(12)

Здесь T_П ⁼ t_П + 273, T_В ⁼ t_В + 273, В качестве температуры стенки t_П берут её среднеарифметическое значение из измеренных в шести точках температур по длине трубы для каждого опыта.

6.2. Далее по результатам опытов вычисляют значения критериев Nu и Gr, используя формулы (5) и (6). При вычислении критерия Nu в качестве определяющего размера следует брать диаметр трубы d. Значения коэффициентов теплопроводности , кинематической вязкости v, входящих в формулы критериев Nu и Gr, а так же значения критерия Рг, берутся из табл. 3 приложения по определяющей температуре t_m.

6.3. Вычислить произведение (Gr • Рг) и найти по его значению из табл.2 приложения коэффициенты сиn. После чего записать критериальное уравнение теплоотдачи при свободной конвекции в виде выражения (4). Например, если п = 0,25 и с = 0,54, то

Nu_m = 0,54 (Gr • Pr)_m^0,25;

7. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА Индивидуальный отчет о выполненной работе должен содержать:

1. Цель, задание и краткое описание работы.

2. Принципиальную схему установки.

3. Протокол записи результатов измерений и вычислений (табл.1)

4. Обработку опытных данных.

5. Критериальное уравнение теплоотдачи от горизонтальной трубы при свободной конвекции.

6. Выводы по работе.