3.4. Лабораторные занятия

№ занятия

Содержание и оборудование

Модуль 1. Теплопроводность

Раздел 1. Стационарная теплопроводность

(4 часа – 0,11 з.е.)

1.

Определение коэффициента теплопроводности твердых тел методом цилиндрического слоя.

Целью работы является изучение процесса стационарной теплопроводности в твердых телах и определение коэффициента теплопроводности материалов – плохих проводников тепла. Для определения коэффициента теплопроводности проводится измерение электрической мощности, подводимой к цилиндрическому нагревателю с 6 одинаковыми образцами и температуры образцов в 6 точках в 3 сечениях по длине нагревателя.

Оборудование: лабораторный стенд для измерения коэффициента теплопроводности методом цилиндрического слоя, изг. ООО «Физтехприбор»

Модуль 1. Теплопроводность

Раздел 2. Нестационарная теплопроводность

(2 часа – 0,06 з.е.)

2.

Определение коэффициента температуропроводности твердых тел методом регулярного режима

Целью работы является изучение процесса нестационарной теплопроводности в твердых телах и определение коэффициента температуропроводности твёрдых тел. В установке реализован метод нагрева (охлаждения) металлического цилиндрического образца в среде с постоянной температурой. Измеряется температура образца в центре и вблизи боковой поверхности цилиндра в зависимости от времени нагрева (охлаждения), температура среды (воды).

Оборудование: персональный компьютер с программным обеспечением для моделирования процессов нестационарной теплопроводности

Модуль 2. Конвективный теплообмен в однофазной среде

Раздел 4. Виды конвективного теплообмена в однофазной среде

(2 часа – 0,06 з.е.)

3.

Исследование теплопередачи при вынужденном течении жидкости в трубе круглого сечения при её охлаждении в условиях естественной конвекции

Целью работы является изучение процесса сопряженного теплообмена между двумя жидкими (газообразными) средами, разделенными твердой стенкой, при естественной и вынужденной конвекции. Определяется коэффициент теплопередачи от ламинарного потока нагретой жидкости (воды) в гладкой круглой трубе и трубе с круглыми рёбрами к воздуху при его естественной конвекции. Сравнивается коэффициент теплопередачи к воздуху через гладкую и оребрённую трубу при одинаковом расходе нагретой жидкости. Лабораторная работа проводится на компьютерной эмуляции лабораторной установки.

Оборудование: персональный компьютер с программным обеспечением для моделирования естественно-конвективной теплоотдачи от неоребренной и оребренной трубы круглого сечения

Модуль 2. Конвективный теплообмен в однофазной среде

Раздел 4. Виды конвективного теплообмена в однофазной среде

(4 часа – 0,11 з.е.)

4.

Исследование теплопередачи при вынужденном течении нагретой жидкости в трубе круглого сечения ( «труба в трубе»)

Целью работы является изучение процесса теплообмена между жидкостью и поверхностью твердых тел при вынужденной конвекции и определение коэффициента теплоотдачи от ламинарного потока нагретой жидкости (воды) во внутренней круглой трубе к ламинарному потоку охлаждающей жидкости (воде) во внешней трубе при прямоточной и противоточной схеме движения теплоносителей. Для определения коэффициента теплоотдачи проводится измерение объёмного расхода жидкости во внутренней и внешней трубе, температура на входе и выходе внутренней и внешней трубы.

Оборудование: лабораторный стенд «Водо-водяной теплообменник типа «труба в трубе», изг. ООО «Физтехприбор»

Модуль 3. Теплообмен при фазовых превращениях

Раздел 6. Теплообмен при кипении жидкости

(4 часа – 0,11 з.е.)

5.

Изучение теплообмена при различных режимах кипении жидкости

Целью работы является изучение теплообмена от твердой поверхности к жидкости при кипении жидкости и определение коэффициента теплоотдачи в режиме плёночного кипения. Проводится визуальное наблюдение процесса кипения воды на поверхности медного цилиндра при плёночном, переходном и пузырьковом режиме в атмосферных условиях в широком интервале температурных напоров. Измеряется температура образца в центре и вблизи боковой поверхности цилиндра в зависимости от времени охлаждения в среде с постоянной температурой, температура среды (воды).

Оборудование: лабораторный стенд для изучения теплообмена при различных режимах кипения жидкости, изг. ООО «Физтехприбор», и персональный компьютер с программным обеспечением для скоростной регистрации данных измерений

Модуль 4. Теплообмен излучением

Раздел 8. Радиационная теплоотдача

(4 часа – 0,11 з.е.)

6.

Изучение теплообмена излучением

Целью работы является изучение процессов радиационной теплопередачи и экспериментального определения интегрального коэффициента излучения тонкой вольфрамовой проволоки нагретой электрическим током в интервале температур от 200 до 1200 ^оС. В работе измеряется электрическая мощность, подводимая к вольфрамовой нити, температура нити, температура воды в термостатирующей оболочке.

Оборудование: лабораторный стенд для изучения теплообмена излучением, изг. ООО «Физтехприбор»,

Модуль 5. Массоотдача

Раздел 10. Отдельные задачи массообмена

(4 часа – 0,11 з.е.)

7

Определение коэффициента диффузии водяного пара в воздухе.

Целью работы является исследование процесса молекулярной диффузии и освоение методики измерения коэффициента диффузии. Для определения коэффициента диффузии проводится измерение температур двух коаксиальных цилиндров, разделенных прослойкой воздуха, на одном из которых происходит испарение воды, а на другом – конденсация, а также тепловой мощности, поглощаемой при испарении воды.