ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
«ТЕПЛООТДАЧА ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ТРУБЫ ПРИ СВОБОДНОМ ДВИЖЕНИИ ВОЗДУХА»
Студент: Артамонов Максим Михайлович
Группа: ТФоз-27-20
Преподаватель: Зеодинов Марат Гарифович
К работе допущен:
|
|
Работа выполнена:
|
|
Отчёт принят:
|
|
Расчетная часть
Обработка результатов измерений
№ п/п
|
Наименование величины
|
Обозна-
чение
|
Формула
|
№ опыта
|
1
|
2
|
3
|
Исходные данные
|
|
Наружный диаметр трубки, мм
|
d
|
-
|
10,0
|
|
Обогреваемая длина трубки, мм
|
l
|
-
|
1000
|
|
Толщина стенки трубки, мм
|
|
-
|
0,5
|
|
Коэффициент трансформации тока
|
К
|
-
|
20
|
|
Электрическое сопротивление опытной трубки при 20 ◦C, Ом
|
R0
|
-
|
0,046
|
|
Приведенный коэффициент излучения поверхности трубки, Вт/(м2К4)
|
cпр
|
-
|
0,5
|
|
Температура воздуха, ◦C
|
|
-
|
22,3
|
|
Показания амперметра (вторичный ток), А
|
|
-
|
0,524
|
0,882
|
1,77
|
Расчет
|
|
Средний температурный напор, ◦C
|
|
|
39,26
|
54,15
|
108,03
|
|
Средняя температура теплоотдающей поверхности, ◦C
|
|
|
16,96
|
31,85
|
85,73
|
|
Ток в стенке трубки, А
|
I
|
|
10,48
|
17,64
|
35,4
|
|
Зависимость электрического сопротивления материала трубки от температуры
|
|
|
1,021
|
1,0372
|
1,0958
|
|
Плотность теплового потока, обусловленная электротепловыделением в стенке опытной трубки, Вт/м2
|
|
|
164,19
|
472,57
|
2010,7
|
|
Плотность потока теплового излучения поверхности в окружающее пространство, Вт/м2
|
|
|
9,53
|
19,28
|
67,46
|
|
Плотность теплового потока, обусловленная конвекцией, Вт/м2
|
|
|
154,66
|
453,29
|
1943,2
|
|
Среднее значение коэффициента теплоотдачи при свободной конвекции воздуха около опытной трубки Вт/(м2К)
|
|
|
9,12
|
14,23
|
22,67
|
|
Коэффициент теплопроводности воздуха при температуре tж, Вт/(мК)
|
|
По таблице физических свойств сухого воздуха при температуре tж
|
|
|
Кинематическая вязкость воздуха при температуре tж, м2/с
|
|
По таблице физических свойств сухого воздуха при температуре tж
|
|
|
Число Прандтля для воздуха при температуре tж
|
|
По таблице физических свойств сухого воздуха при температуре tж
|
0,7025
|
|
Коэффициент температурного расширения, 1/К
|
|
|
0,0034
|
|
Число Грасгофа
|
|
|
2424
|
4552
|
12254
|
|
Произведение чисел Грасгофа и Прандтля
|
|
|
1703
|
3198
|
8608
|
|
Число Нуссельта (по результатам опыта)
|
|
|
3,497
|
5,456
|
8,692
|
|
Логарифм числа Нуссельта (по результатам опыта)
|
|
|
1,2519
|
1,6967
|
2,1624
|
|
Логарифм произведения чисел Грасгофа и Прандтля
|
|
|
7,4401
|
8,0703
|
9,0604
|
|
Число Нуссельта (теоретический)
|
|
|
3,212
|
3,76
|
4,8161
|
|
Теоретический средний коэффициент теплоотдачи при свободной конвекции воздуха около горизонтальной трубы Вт/(м2К)
|
|
|
8,38
|
9,81
|
12,56
|
|
Логарифм числа Нуссельта (теоретический)
|
|
|
1,1669
|
1,3244
|
1,572
|
Построим график функции
|
|
α (теория), Вт/(м2К)
|
16,96
|
9,12
|
8,38
|
31,85
|
14,23
|
9,81
|
85,73
|
22,67
|
12,56
|
Построим график сравнения результатов опыта в безразмерном виде с расчетным уравнением в логарифмических координатах, 
|
|
|
7,4401
|
1,2519
|
1,1669
|
8,0703
|
1,6967
|
1,3244
|
9,0604
|
2,1624
|
1,572
|
На основе результатов опыта определим эмпирическую формулу для расчета числа Нуссельта:
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
|
9,1
|
0,06
|
0,5
|
|
2
|
14,2
|
0,03
|
0,4
|
|
3
|
22,67
|
0,01
|
0,27
|
|
|
Скачать 3.6 Mb.