Лаб работа № 5 Теплоотдача. Определение коэффициента теплоотдачи при естественной конвекции
 Скачать 394 Kb.
|
|
По графику значение n определяется как отношение катетов, т. е.   (3.13)а значение постоянной С из соотношения С = Nu/Grn, которую удовлетворяет любая точка прямой. Проверкой применимости степенной зависимости является тот факт, что в логарифмических координатах все опытные точки укладываются на прямую линию. Если же экспериментальные точки в результате ошибки опыта не ложатся на одну прямую, то необходимо провести прямую через равные расстояния от этих точек (усредненную прямую). Затем, взяв на этой прямой две любые точки, определить для них значения lgNuI, lgNuII, lgGrI, lgGrII из графика. В процессе теплообмена при обобщении данных учитывается их изменение с помощью введения слова «определяющий» - определяющей температуры, определяющего размера и т. д. Довольно распространенным является выбор в качестве определяющей температуры tср = 0,5(tс +tж), где tc – температура поверхности (стенки), tж – температура жидкости. Чтобы указать, какая температура принята в каждом конкретном случае в качестве определяющей, в числа подобия вводится соответствующий индекс. Например, если в качестве определяющей температуры принята температура стенки, то ставится индекс «с», если температура потока – индекс «ж», если средняя – индекс «m». В качестве определяющего размера принимается обычно тот размер, вдоль которого развивается процесс. Если это длина, то ставится индекс «l», а если диаметр – индекс «d», если высота – индекс «h». Поэтому числа подобия могут быть написаны, например, так: Red,ж, Nul,c, Nuh,ж и т.п. 3.4. Сложный теплообмен В действительных условиях работы различных теплообменных устройств теплота передается одновременно теплопроводностью, конвекцией и излучением. От наружной поверхности изоляционного слоя данной установки теплота передается одновременно конвекцией и излучением, т.е. Q = Qк + Qл . (3.14) Лучистый поток от поверхности изоляционного материала в окружающую среду может быть вычислен по формуле  . (3.15)Тогда конвективная составляющая теплового потока определится из (3.14) как разность Qк = Q – Qл , а коэффициент конвективной теплоотдачи из уравнения Ньютона – Рихмана:  (3.16)4. Лабораторная установка Лабораторная установка (рис. 3) состоит из горизонтальной стальной трубы 4, покрытой слоем изоляционного материала 7, милливольтметра 8, термопар 1 и 2, трансформатора 6, ваттметра 5 и электронагревателя 3. Горизонтальная труба имеет длину L м. Цилиндрический слой изоляционного материала имеет наружный диаметр dн, м. Электронагреватель в виде спирали смонтирован внутри трубы. Мощность регулируется трансформатором, а измеряется ваттметром. Наружная средняя температура замеряется при помощи термопар, горячие спаи которых соответственно расположены снаружи изоляционного слоя, а холодные вынесены на клеммы милливольтметра. Термопары подключены к милливольтметру посредством переключателя. Таблица размеров dвн, dн, L экспериментального участка вывешена около лабораторной установки.
5. Порядок проведения опытов 5.1. К выполнению опытов приступить только после прохождения инструктажа по техники безопасности. 5.2. Осмотреть установку и проверить правильность электрической схемы обогрева. 5.3. Включить электронагреватель на заданную мощность. Рекомендуемая мощность установки не более 100 Вт. 5.4. По истечении 40 мин с пятиминутным интервалом производится запись показаний милливольтметра на внешней поверхности изоляции до установления стационарного (теплового) состояния системы при заданной постоянной мощности. Опыт считается законченным, когда показания милливольтметра остаются неизменными. 5.5. Опыты произвести при трех разных режимах. 5.6. По окончании проведения опытов отключить лабораторную установку от электросети. 5.7. Показания милливольтметра по градуировочной таблице (приложение 2) перевести в оС с учетом поправки на холодный спай. Данные опыта вписать в табл. 1. Таблица 1
|
