ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 32
«МЕСТНАЯ ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ТУРБУЛЕНТНОМ ДВИЖЕНИИ ВОЗДУХА В ТРУБЕ»
Студент: Артамонов Максим Михайлович
Группа: ТФоз-27-20
Преподаватель: Зеодинов Марат Гарифович
К работе допущен:
|
|
Работа выполнена:
|
|
Отчёт принят:
|
|
Лабораторная работа №32
Обработка результатов измерений
№ п/п
|
Наименование величины
|
Обозначение
|
Формула
|
№ опыта
|
Координата, x, мм
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
12,7
|
34
|
68
|
102
|
136
|
204
|
272
|
340
|
425
|
468
|
Исходные данные
|
|
Внутренний диаметр трубки, мм
|
d
|
-
|
-
|
8,5
|
|
Длина трубки, мм
|
l
|
-
|
-
|
500
|
|
Электрическое сопротивление трубки, Ом
|
R
|
-
|
-
|
0,022
|
|
Напряжение, В
|
Un
|
|
№1
|
0,6955
|
№2
|
0,6935
|
№3
|
0,690
|
|
Средняя температура воздуха на входе в участок, ◦C
|
|
-
|
-
|
22,5
|
Расчет
|
|
Средняя температура воздуха на выходе из участка, ◦C
|
|
|
№1
|
37
|
№2
|
35
|
№3
|
33
|
|
Местная температура стенки, ◦C
|
|
|
№1
|
37,5
|
42,5
|
45
|
46
|
45
|
48,5
|
51
|
52,5
|
55
|
56
|
№2
|
35
|
39
|
41
|
42
|
41
|
44,5
|
46
|
48
|
50
|
51
|
№3
|
33
|
36,5
|
38
|
39
|
38
|
41
|
43
|
44
|
45,5
|
46
|
|
Среднеарифметическая температура стенки, ◦C
|
|
|
№1
|
47,9
|
№2
|
43,8
|
№3
|
40,4
|
|
Электрическая мощность, Вт
|
W
|
|
№1
|
21,99
|
№2
|
21,86
|
№3
|
21,64
|
|
Тепловой поток во внешнюю среду (тепловые потери), Вт
|
Qпот
|
|
№1
|
2,03
|
№2
|
1,70
|
№3
|
1,43
|
|
Тепловой поток, Вт
|
Q
|
|
№1
|
19,96
|
№2
|
20,16
|
№3
|
20,21
|
|
Местная плотность теплового потока, Вт/м2
|
|
|
№1
|
1494,9
|
№2
|
1509,9
|
№3
|
1513,7
|
|
Средняя массовая температура воздуха в сечениях, °C
|
|
|
№1
|
22,87
|
23,49
|
24,47
|
25,46
|
26,44
|
28,42
|
30,39
|
32,36
|
34,83
|
36,07
|
№2
|
22,82
|
23,35
|
24,2
|
25,05
|
25,9
|
27,6
|
29,3
|
31
|
33,13
|
34,2
|
№3
|
22,77
|
23,21
|
23,93
|
24,64
|
25,36
|
26,78
|
28,21
|
29,64
|
31,43
|
32,33
|
|
Местный температурный напор, °C
|
|
|
№1
|
14,63
|
19,01
|
20,53
|
20,54
|
18,56
|
20,08
|
20,61
|
20,14
|
20,17
|
19,93
|
№2
|
12,18
|
15,65
|
16,8
|
16,95
|
15,1
|
16,9
|
16,7
|
17
|
16,87
|
16,8
|
№3
|
10,23
|
13,29
|
14,07
|
14,36
|
12,64
|
14,22
|
14,79
|
14,36
|
14,07
|
13,67
|
|
Местное значение коэффициента теплоотдачи, Вт/(м2К)
|
|
|
№1
|
102,18
|
78,64
|
72,82
|
72,78
|
80,54
|
74,45
|
72,53
|
74,23
|
74,12
|
75,01
|
№2
|
123,97
|
96,48
|
89,88
|
89,08
|
99,99
|
89,34
|
90,41
|
88,82
|
89,5
|
89,88
|
№3
|
147,97
|
113,9
|
107,58
|
105,41
|
119,75
|
106,45
|
102,35
|
105,41
|
107,58
|
110,73
|
|
Средняя температура воздуха по длине, °C
|
|
|
№1
|
29,75
|
№2
|
28,75
|
№3
|
27,75
|
|
Плотность воздуха, кг/м3
|
|
По таблице физических свойств сухого воздуха при температуре
|
№1
|
1,166
|
№2
|
1,17
|
№3
|
1,174
|
|
Удельная изобарная теплоемкость воздуха, кДж/(кгК)
|
|
По таблице физических свойств сухого воздуха при температуре
|
№1
|
1,005
|
№2
|
1,005
|
№3
|
1,005
|
|
Коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(мК)
|
|
По таблице физических свойств сухого воздуха при температуре
|
№1
|
2,668⸱10-2
|
№2
|
2,66⸱10-2
|
№3
|
2,652⸱10-2
|
|
Кинематическая вязкость воздуха, м2/с
|
|
По таблице физических свойств сухого воздуха при температуре
|
№1
|
15,977⸱10-6
|
№2
|
15,883⸱10-6
|
№3
|
15,789⸱10-6
|
|
Число Прандтля для воздуха
|
|
По таблице физических свойств сухого воздуха при температуре
|
№1
|
0,7011
|
№2
|
0,7013
|
№3
|
0,7015
|
|
Средняя скорость воздуха, м/с
|
w
|
|
№1
|
20,7
|
№2
|
24,17
|
№3
|
28,75
|
Графическая интерпретация результатов
Построим график функции
№
п/п
|
|
|
Опыт №1
|
Опыт №2
|
Опыт №3
|
1
|
12,7
|
102,18
|
123,97
|
147,97
|
2
|
34
|
78,64
|
96,48
|
113,9
|
3
|
68
|
72,82
|
89,88
|
107,58
|
4
|
102
|
72,78
|
89,08
|
105,41
|
5
|
136
|
80,54
|
99,99
|
119,75
|
6
|
204
|
74,45
|
89,34
|
106,45
|
7
|
272
|
72,53
|
90,41
|
102,35
|
8
|
340
|
74,23
|
88,82
|
105,41
|
9
|
425
|
74,12
|
89,5
|
107,58
|
10
|
468
|
75,01
|
89,88
|
110,73
|
l н.т.
Длина начального термического участка: 
Значение коэффициента теплоотдачи  определяем как среднее арифметическое на участке стабилизационного теплообмена. Результаты расчета при разных значениях скорости w наносим на график 
Построим график функции
№ опыта
|
|
|
1
|
20,7
|
75,15
|
2
|
24,17
|
91,32
|
3
|
28,75
|
108,71
|
Определим вид зависимости 
Зависимость определяем в виде:
№ опыта
|
|
|
|
|
|
|
1
|
20,7
|
75,15
|
23,94
|
11012,7
|
3,176
|
9,307
|
2
|
24,17
|
91,32
|
29,18
|
12934,9
|
3,373
|
9,468
|
3
|
28,75
|
108,71
|
34,84
|
15477,5
|
3,551
|
9,647
|
Строим график зависимости 
Определим эмпирическую формулу для расчета числа Нуссельта в виде  :
Сравним опытные и теоретические значения коэффициентов теплоотдачи
№ опыта
|
|
|
|
|
%
|
1
|
11012,7
|
30,817
|
96,73
|
75,15
|
22,3%
|
2
|
12934,9
|
35,05
|
109,69
|
91,32
|
16,7%
|
3
|
15477,5
|
40,461
|
126,24
|
108,71
|
13,9%
|
Оценка погрешности измерения для опыта №1
Оценка погрешности измерения для опыта №2
Оценка погрешности измерения для опыта №3
Результаты расчетов представим в виде таблицы:
№ опыта
|
α, Вт/(м2К)
|
|
|
|
1
|
75,2
|
0,04
|
3,0
|
|
2
|
91,3
|
0,04
|
3,7
|
|
3
|
108,7
|
0,04
|
4,3
|
|
|
Скачать 2.09 Mb.