5.3. Порядок проведения опыта

Включение установки производится за 1,0 – 1,5 ч до опыта для получения стационарного теплового режима к моменту измерений. Мощность тока, проходящего по нагревателю, поддерживается постоянной при помощи ЛАТРа.

Измерения силы тока и напряжения, температуры стенки трубы и температуры окружающего воздуха производятся в одной и той же последователь­ности через 3 – 4 мин. Необходимо произвести четыре – пять измерений всех величин при стационарном режиме, который фиксируется в случае одинако­вости значений температуры каждой из термопар в этих измерениях, результаты измерений записать в табл. 5.

Таблица 5

Результаты измерений и расчета коэффициента теплоотдачи _к

Время	U, B	I, A	P, Вт	Показание термопары, °С					к, Bт/(м2К)
				1-й	2-й	3-й	4-й	5-й

5.4. Обработка результатов опыта

Вычисление коэффициента теплоотдачи _к производится по усредненным значе­ниям измеряемых величин по формуле (32). Поскольку условия бесконечности трубы выполняются не строго, при обработке результатов эксперимента следует пользоваться так называемым «рабочим участком» трубы, в пределах которого наблюдается одинаковость ЭДС термопар. В данной установке такой участок охватывает три средние термопары и длина его l_р = 400 мм, поэтому в

уравнение (32) подставляются значения и F_р = dl_р.

Значение коэффициента _к, найденного из опыта, надо сравнивать с расчетной величиной по уравнению:

,

(33)

где Nu – критерий Нуссельта,

Nu = C (Gr Pr)n,

(34)

здесь Gr – критерий Грасгофа,

(35)

критерий Прандтля Prнаходится из таблиц [3] в зависимости от температуры.

За определяющую температуру, при которой выбираются значения характеристик среды, принимается средняя температура окружающего воздуха, которая вычисляется по формуле:

.

(36)

Коэффициент объемного расширения

.

(37)

Значения коэффициента С и показателя степени п зависят от характера движения воздуха около трубы, который определяется величиной комплекса GrPr (табл. 6).

Таблица 6

Зависимость значений коэффициентов С и n от комплекса GrPr

GrPr	С	n
10-3 – 5102	1,18	0,125
5102 – 2107	0,54	0,25
2107 – 1013	0,135	0,333

5.5. Содержание отчета

1) Название и цель работы.

2) Теоретические основы метода определения коэффициента теплоотдачи.

3) Схема установки и ее описание.

4) Таблица результатов исследования и расчетов.

5) Определение опытного и расчетного значений коэффициента теплоотдачи конвекцией.

6) Ответы на контрольные вопросы.

5.6. Контрольные вопросы

1) В чем разница между коэффициентами теплопроводности и тепло-отдачи?

2) Почему интенсивность теплоотдачи зависит от режима движения жидкости?

3) Какие критерии характеризуют конвективный теплообмен?

Лабораторная работа 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ КОНВЕКЦИЕЙ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ТРУБЫ ПРИ СВОБОДНОМ ДВИЖЕНИИ ВОЗДУХА

Цель работы:

1) закрепление знаний по разделам «Теория подобия» и «Теплоотдача при свободном движении жидкости»;

2) приобретение навыков экспериментального определения коэффициентов теплоотдачи и составления критериальных уравнений;

3) сравнение процессов теплоотдачи при расположении трубы в горизонтальном и вертикальном положении.