Порядок выполнения работы. 1 Вставить вилку электронагревателя в розетку, включить автоматический выключатель и потенциометр

1 Вставить вилку электронагревателя в розетку, включить автоматический выключатель и потенциометр.

2 Вращая ручку автотрансформатора 4, установить по ваттметру 3 мощность нагревателя Р _эл =100 Вт.

3 Дождаться наступления стационарного теплового режима, о наступлении которого можно судить по появлению вертикальных линий на диаграмме потенциометра (температура перестаёт изменяться через 15 – 20 минут).

4 Во время опыта измерить:

а) тепловой поток Ф, равный мощности нагревателя P, Вт;

б ) температуру воздуха t _в, ⁰С;

в) температуры отдельных участков трубы , ^оС, с помощью милливольтметра 6, подключаемого к соответствующим термопарам переключателем 7.

5 Повторить пункты 2–4 для мощностей нагревателя 200 и 300 Вт.

6 При обработке результатов опыта вычислить:

а) среднюю температуру стенки трубы:

и ;

б) суммарный тепловой поток через единицу площади по формуле

,

где – площадь боковой поверхности цилиндра диаметром = 0,022 м и длиной = 0,75 м².

в) плотность теплового потока излучением по формуле (3.17), приняв степень черноты фарфора .

г) плотность теплового потока, характеризующего интенсивность конвективного теплообмена, по формуле (3.18);

д) коэффициенты теплоотдачи по формулам (3.19) – (3.21);

е) числа подобия Нуссельта и Грасгофа по формулам (3.10) и (3.12), где Т _ж = Т _в; температурный коэффициент объемного расширения воздуха ; кинематическая вязкость воздуха берется из таблицы (Г.1) по температуре воздуха;

ж) показатель степени и коэффициент С по формулам (3.22) и
(3.23);

и) получить критериальное уравнение для рассматриваемого случая теплообмена путём подстановки в уравнение (3.13) числовых значений С и .

7 Результаты измерений и расчётов занести в таблицу 13.

Таблица 13 – К расчёту теплоотдачи горизонтальной трубы при

естественной конвекции

Ф = Р, Вт

C

, %

0С

К

Вт/м2

Вт/(м2×К4)

8 Построить график зависимости

9 Определит погрешность измерений суммарного коэффициента теплоотдачи

.

Абсолютные погрешности измерения диаметра принять
мм, а длины мм. Абсолютные погрешности измерения температуры и мощности вычислить по формуле (1.9)

в соответствии с классом точности К приборов.

Отчет о работе. Отчет о работе должен содержать наименование и цель работы, краткое описание методики экспериментального определения коэффициента теплоотдачи , схему лабораторной установки, таблицу и необходимые расчеты, графики зависимости .

Контрольные вопросы

1. Что понимается под сложным теплообменом?

2. Конвективный теплообмен. Уравнение Ньютона-Рихмана.

3. Что такое коэффициент теплоотдачи и от каких факторов он зависит?

4. Критериальное уравнение для естественной конвекции в неограниченном пространстве.

5. Критерии Рейнольдса, Нуссельта, Грасгофа и Прандтля.

6. Теплообмен излучением. Уравнение Стефана-Больцмана.

7. Формула расчёта плотности теплового потока, излучаемого телом в окружающее пространство.

8. Как в работе определялись постоянные критериального уравнения С и ?