НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА
Кафедра «Энергетические установки и тепловые двигатели»
Дисциплина «Теплопередача»
Отчет по лабораторной работе №7
Определение коэффициента теплопередачи
Выполнил: студент гр. 19-СУ
Проверил: Зимина Т. Н.
Нижний Новгород
2022
Цель работы:
1. Изучение процесса теплопередачи.
2. Усвоение методики экспериментального определения коэффициента теплопередачи.
3. Получение навыков в проведении эксперимента.
Задание:
1. Определить опытным путем коэффициент теплопередачи k от кипящей воды к воздуху, протекающему внутри трубы.
2. По опытным данным установить зависимость коэффициента теплопередачи от скорости воздуха в трубе. 3. Сравнить полученные результаты опыта с литературными данными.
4. Составить отчёт по выполненной работе.
Методика определения излучательной способности и коэффициента теплового излучения:
В условиях опыта коэффициент теплопередачи можно определить непосредственно из уравнения теплопередачи:
для этого нужно измерить Q, F, tж1, tж2
Опытная установка состоит из теплообменника, вентилятора и измерительных приборов. Поверхностью теплообмена является поверхность горизонтальной трубы1 с внутренним диаметром d=41 мм и длиной обогреваемого участка l=750 мм. Теплообменная трубка расположена внутри другой трубы большего диаметра – кожухе 2, заполненном дистиллированной водой при атмосферном давлении. В нижней части кожуха, в водяном объеме, в двух медных трубках смонтирован электронагреватель 3 из нихромовой проволоки в фарфоровой изоляции. С помощью электронагревателя температура воды в кожухе при опытах поддерживается постоянной, равной температуре кипения при атмосферном давлении, т.е. примерно 100 град. Цельсия.
По внутренней трубе, обогреваемой кипящей водой, продувается атмосферный воздух вентилятором 4. Теплопередача от кипящей воды к потоку воздуха является предметом исследования. Температура воздуха при входе в обогреваемый участок трубы 9 и при выходе из него, а так, же температура кипящей воды в кожухе измеряется термопарами 8 с помощью электронного потенциометра, к которому они подключаются через двухполюсный переключатель.
Для измерения расходов воздуха на конце трубы со стороны входа установлена нормальная острая диафрагма 5 с диаметром проходного отверстия d1=18,1 мм. Измерение в этом случае сводится к отсчету перепада давления, создаваемого диафрагмой. Этот перепад давления измеряется водяным дифференциальным манометром 6. Расход воздуха изменяется с помощью дроссельной заслонки 7, установленной на другом конце трубы со стороны выхода воздуха.
Схема установки:
1– горизонтальная стальная труба 2- кожух 3- электронагреватель 4- вентилятор 5- нормальная острая диафрагма |
6-дифференциальный манометр 7дроссельная заслонка 8- ртутный термометр 9- теплоизоляционная прокладка |
Таблица замеров:
№ опыта |
№ замера |
Температура воздуха, град. С |
Температура кипящей воды, tж1 град. Цельсия |
Перепад давлений по манометру, Δр Па |
|
tж1 |
tж2 |
||||
Первый опыт |
1 |
23 |
39 |
100 |
375 |
2 |
23 |
39 |
|||
3 |
23 |
39 |
|||
Второй опыт |
1 |
23 |
40 |
100 |
230 |
2 |
23 |
40 |
|||
3 |
23 |
40 |
|||
Третий опыт |
1 |
23 |
41 |
100 |
95 |
2 |
23 |
41 |
|||
3 |
23 |
41 |
|||
Обработка результатов опытов:
где
График данной работы:
w
Вывод: в ходе лабораторной работы, мы изучили процесс теплопередачи и усвоили методику экспериментального определения коэффициента теплопередачи. Из полученного графика можно увидеть, где коэффициент теплопередачи возрастает с увеличением скорости потока воздуха.