1.Цель работы:
1. Изучение процесса теплопередачи.
2. Усвоение методики экспериментального определения коэффициента теплопередачи.
3. Развитие навыков в проведении эксперимента.
2.Задание по лабораторной работе:
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 данные с теоретическим расчетом.
4. Составить отчет по работе.
3.Схема опытной установки:
Рис.1 Схема опытной установки
1 – горизонтальная стальная труба
2 – кожух
3 – электронагреватель
4 – вентилятор
5 – нормальная острая диафрагма
6 – дифференциальный манометр
7 – дроссельная заслонка
8 – ртутный термометр
9 – теплоизоляционная прокладка
4.Журнал наблюдений.
Результаты измерений занесем в таблицу:
№ опыта |
№ замера |
Температура воздуха, |
Температура кипящей воды , |
Перепад давлений по манометру , мм вод. Ст. (Па) |
|
1 |
1 |
19 |
36 |
100 |
350 |
2 |
19 |
36 |
100 |
250 |
|
3 |
19 |
37 |
100 |
150 |
|
4 |
19 |
37,5 |
100 |
100 |
|
Среднее значение |
19 |
36,63 |
|
|
5.Обработка опытных данных:
Вычисления производятся по следующим формулам:
- тепловой поток, передаваемый от кипящей воды к воздуху;
- объемный расход воздуха, приведенный к нормальным условиям;
- коэффициент теплопередачи от воды к воздуху для тонкостенной опытной трубы;
- средняя температура потока воздуха в трубе;
- средняя скорость потока воздуха в трубе;
- площадь сечения трубы.
Замер №1
Замер №2
Замер №3
Замер №4
6.Сравнение опытных данных с расчетными:
Для оценки эксперимента полученные в опытах коэффициенты теплопередачи следует сравнить с их значениями, определенными расчетом:
В нашем случае, , т.е. равен коэффициенту теплоотдачи от стенки к воздуху.
Физические свойства воздуха берём из таблицы по средней температуре потока воздуха .Коэффициент берётся из таблицы в зависимости от и .
Замер №1
Замер №2
Замер №3
Замер №4
7.График зависимостей по эксперименту и расчёту.
8.Выводы по работе.
В ходе работы мы изучили процесс теплопередачи и усвоили методику экспериментального определения коэффициента теплопередачи. Из полученного графика можно видеть, что коэффициент теплопередачи возрастает с увеличением скорости потока воздуха. Также видно, что значения ,полученные теоретически значительно больше экспериментальных значений. Это объясняется погрешностью измерений и неточностью оборудования.