Теплоотдача при свободном движении воздуха около горизонтальной трубы
Автор: Perwonah • Июнь 11, 2020 • Лабораторная работа • 761 Слов (4 Страниц) • 471 Просмотры
Лабораторная работа
Теплоотдача при свободном движении воздуха
около горизонтальной трубы.
1. Цель работы:
1.1. Изучить опытную установку для определения коэффициента теплоотдачи.
1.2. Ознакомиться с контрольно-измерительными приборами и проверить правильность их включения.
1.3. Определить опытным путем коэффициент теплоотдачи.
1.4. Определить коэффициент теплоотдачи с помощью критериального уравнения М. А. Михеева.
1.5. Оценить погрешность проведенных экспериментов.
1.6. Построить график зависимости температуры стенки от времени нагрева.
2. Экспериментальная установка
Основным элементом установки является стальная трубка длиной 600 мм и диаметром 48 мм. Трубка обогревается электрическим нагревателем, заложенным внутри ее, при этом обогрев по всей поверхности производится с одинаковой интенсивностью. Интенсивность измеряется ЛАТРом. Мощность электрического тока определяется показаниями ваттметра.
Изменение температуры наружной поверхности трубки производится в двух точках с помощью хромель-копелевых термопар, подключенных к потенциометру.
Руководствуясь показаниями термопар, температуру стенки находят по таблице. Температура воздуха измеряется ртутным термометром, расположенным на уровне трубы.
[pic 1]
Рисунок 1 - Принципиальная схема экспериментальной установки:
1 - электронагреватель, 2 - вольтметр, 3 - ЛАТР,
4 - потенциометр, 5 - термопара,
l трубы = 0,5 м; dтр = 0,048 м.
Таблица 1 - Журнал наблюдений
Время измерения величины, мин | Показания ваттметра, W, Вт | Показания потенциометра | [pic 2], 0C | tж, 0С | |||
[pic 3],mV | t1 ,0C | [pic 4],mV | t4 ,0C | ||||
13.00 | 60 | 1,64 | 25 | 2,67 | 40 | 51,5 | 19 |
13.15 | 2,0 | 30 | 2,9 | 43,5 | 55,75 | 19 | |
13.30 | 2,12 | 32 | 3,07 | 46 | 59 | 20 | |
13.45 | 2,16 | 33 | 3,07 | 46 | 59,5 | 20 | |
14.00 | 2,16 | 33 | 3,07 | 46 | 60,5 | 21 | |
14.15 | 2,18 | 33 | 3,07 | 46 | 60,5 | 21 |
3 Обработка результатов опыта.
3.1 Определение коэффициента теплоотдачи на основе проведенных экспериментов.
3.1.1 Тепловой поток Q, Вт, проходящий через боковую поверхность трубы, вычисляется по формуле:
Q = W,
где W - мощность, потребляемая нагревателем, Вт
Q = 60 Вт.
3.1.2 Суммарный коэффициент отдачи конвекцией и излучением [pic 5], определяется по формуле:
[pic 6]
где F - боковая поверхность трубы,м 2,
Тст - температура стенки трубы при стационарном режиме, К;
Тж - температура окружающего воздуха при стационарном режиме, К;
[pic 7]
где l - длина трубы; l = 0,5 м;
d - диаметр трубы; d = 0,5 м;
[pic 8]
Тогда
[pic 9]
3.1.3 Коэффициент теплоотдачи излучением [pic 10] определяется по формуле:
[pic 11]
где ε - степень черноты поверхности трубы, ε = 0,96;
c0 - коэффициент излучения абсолютно черного тела, с0 = 5,67 Вт/м 2 ·К 4
[pic 12]
3.1.4 Коэффициент теплоотдачи конвекцией [pic 13]определяется по формуле:
...