Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Коэффициент кинематической вязкости
, м2/с.
4.7. Результаты расчетов сводятся в таблицу 2. Таблица 2
Результаты обработки опытных данных
4.8. Определяются параметры критериального уравнения для случая свободной конвекции относительно горизонтального цилиндра.
Для всех случаев свободной конвекции в неограниченном пространстве критериальное уравнение имеет следующий общий вид
,
где C и n – параметры уравнения, определяемые из опытных данных и зависящие от режима течения среды и характера обтекания поверхности.
Для нахождения значений C и n удобно использовать графоаналитический метод обработки опытных данных, основанный на том, что после логарифмирования уравнения (23) оно превращается в уравнение прямой:
.
Согласно данному методу экспериментальные значения lgNu и lg(GrPr) наносятся в виде точек на график в координатах lgNu =f [lg(GrPr)] (см. рис.5).
Рис.5. График зависимости lgNu =f [lg(GrPr)]
Экспериментальные точки на графике могут не ложиться точно на одну прямую в силу влияния погрешностей измерения и обработки опытных данных. В этом случае полученную зависимость обобщают уравнением прямой линии по методу наименьших квадратов (на графике проводят «усредняющую» прямую). Величину постоянной C находят линейной экстраполяцией построенной прямой до оси ординат. Отрезок ординаты между началом координат и точкой пересечения дает величину lgC. Показатель степени n определяют также по графику, как тангенс угла наклона между прямой и осью абсцисс
4.9. Полученный результат сравнивают с литературными данными (см. например, /1, 2, 3/).
2.2. ТЕПЛООТДАЧА ОТ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ТРУБЫ (ПРОДОЛЬНОЕ ОБТЕКАНИЕ).
2.2.1.ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА.
Изучение процесса свободной конвекции проводится на лабораторной установке, реализующей метод имитационного моделирования реальных физических процессов. В состав установки входит управляющая ПЭВМ, соединенная с пультом управления и рабочим участком, имитирующим реальный объект исследования. Схема установки для изучения процесса свободной конвекции относительно вертикального цилиндра с системами электрического питания и измерения представлена на рис. 6.
1-рабочий участок; 2- торцевая тепловая изоляция; 3 – термопары; 4 – переключатель термопар; 5 – регистрирующий прибор для измерения термо-ЭДС термопар; 6 – цифровой индикатор вольтметра; 7 – регулятор напряжения; 8 – выключатель нагрева рабочего участка.
Рис. 4. Схема установки с системами электрического питания и измерения.
Рабочий участок 1 представляет собой вертикальный стальной цилиндр с наружным диаметром D нар.= 40 мм и длиной L = 1500 мм. Наружная поверхность цилиндра хромирована. На данной установке используются четыре вида газов, омывающих цилиндрическую поверхность: воздух, водород, азот и двуокись углерода. Выбор разновидности газа предусмотрен компьютерной программой эксперимента. Нагрев рабочего участка осуществляется посредством пропускания по нему переменного электрического тока низкого напряжения, который подводится к клеммам на концах трубы. Режимы нагрева плавно изменяются с помощью регулятора напряжения 7. Падение напряжения на концах цилиндра определяется по цифровому индикатору вольтметра 6. С целью предотвращения неконтролируемых тепловых потерь с торцов цилиндр закрыт тепловой изоляцией 2. Температура наружной поверхности трубы определяется посредством термоэлектрического термометра. В качестве датчиков температуры в нём используются хромель-копелевые термопары 3, которые устанавливаются в 10-ти точках вдоль вертикальной поверхности трубы на расстоянии l = 150 мм друг от друга. Термопары через многопозиционный переключатель 4 могут по очереди подключаться к прибору 5, регистрирующему термо-ЭДС подключаемой термопары. Значение температуры определяется с помощью градуировочной характеристики термопары. Для измерения температуры и давления окружающей среды лаборатория должна быть оснащена термометром и барометром.
2.2.2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.
1. Включить установку в сеть и вступить в диалог с программой выполнения работы, заложенной в компьютер. 2. Задать род газа, омывающего цилиндрическую поверхность. 3. Включить тумблер 8 нагрева рабочего участка. 4. Плавно вращая регулятор нагрева 7, устанавливаются выбранный режим нагрева, что контролируется по цифровому индикатору вольтметра 6. 5. С помощью переключателя термопар 4 по регистрирующему прибору 5 определяются значения термо-ЭДС, развиваемой термопарами, установленными в соответствующих точках по высоте рабочего участка. Используя градуировочную характеристику хромель-копелевой термопары, определяются значения температуры поверхности цилиндра в соответствующих точках. 6. Плавно вращая регулятор нагрева рабочего участка 7, устанавливаются последующие режимы. Измерения проводятся при стационарных тепловых режимах. Количество режимов должно быть не менее 3-х. 7. Измеряются давление и температура окружающей среды. Результаты всех измерений заносятся в таблицу 3. 8. После окончания измерений все регулирующие органы установки приводятся в исходное положение.
Таблица 3. Барометрическое давление P0 = Па. Температура окружающей среды tf = °C.
2.2.3. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ.
, Вт
где - напряжение электрического тока, В; - электрическое сопротивление трубы, Ом; (R = 0,0195 Ом).
2. Определяется тепловой поток, отдаваемый поверхностью цилиндра в окружающее пространство посредством теплового излучения. Согласно закону Стефана-Больцмана
, Вт
где - коэффициент излучения абсолютно черного тела; - степень черноты поверхности цилиндра; - средняя температура поверхности цилиндра, К; - температура окружающей среды, К; - площадь наружной поверхности цилиндра, м2.
3. Определяется тепловой поток, отдаваемый поверхностью цилиндра посредством конвекции.
, Вт
4. Определяется плотность теплового потока на поверхности цилиндра, обусловленная теплообменом посредством свободной конвекции
, Вт/м 2;
5. Определяется средний коэффициент теплоотдачи от стенки цилиндра в окружающую среду.
, Вт/(м2*град);
7. Определяются значения критериев подобия Нуссельта, Грасгофа, Прандтля.
; ; .
Необходимые значения физических свойств газа определяются по таблицам из Приложения 2 при соответствующей определяющей температуре.
8. Результаты расчетов сводятся в таблицу 4. Таблица 4
Результаты обработки опытных данных
9. Определяются параметры критериального уравнения для случая свободной конвекции относительно вертикального цилиндра.
Для всех случаев свободной конвекции в неограниченном пространстве критериальное уравнение имеет следующий общий вид
,
где C и n – параметры уравнения, определяемые из опытных данных и зависящие от режима течения среды и характера обтекания поверхности.
Для нахождения значений C и n необходимо использовать графоаналитический метод обработки опытных данных, подробно рассмотренный в 1-й части настоящей работы для горизонтальной трубы. 10. Для одного из исследованных режимов рассчитываются локальные значения коэффициента теплоотдачи в различных точках по высоте цилиндра.
, Вт/(м2*К)
где – температурный напор в местах установки термопар, К. 11. Строится график зависимости локального коэффициента теплоотдачи вдоль вертикальной поверхности цилиндра . В выводах по результатам работы необходимо дать физическое объяснение характера наблюдаемой зависимости.
3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
4. ЛИТЕРАТУРА.
Date: 2015-05-08; view: 1195; Нарушение авторских прав |