Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Коэффициент теплоотдачи - файл 1.doc


Коэффициент теплоотдачи
скачать (119.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc120kb.24.11.2011 22:14скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...

Цель работы: изучить методику исследования процесса теплоотдачи в условиях свободного движения среды и экспериментально определить коэффициент теплоотдачи.

Основы теории

Для экспериментального определения коэффициента теплоотдачи используют формулу (2.5.2). Величины, входящие в правую часть этой зависимости, определяют в процессе проведения опыта при стационарных условиях (при установившемся поле температур).

Критериальное уравнение, полученное М.А. Михеевым в результате обработки экспериментальных данных по теплоотдаче горизонтальной цилиндрической поверхности в условиях свободного движения среды, имеет вид:

, (2.5.7)

где С и n – постоянные величины. Их значения, в зависимости от режима движения среды, берут из табл. 2.5.1.

Индекс «d» указывает, что в качестве характерного линейного размера в критериях подобия следует использовать наружный диаметр цилиндра. Индекс «ж» указывает, что в качестве определяющей температуры следует использовать температуру среды (воздуха), причем в данной зависимости следует использовать среднюю температуру теплового пограничного слоя воздуха.

^ Таблица 2.5.1

Значения постоянных величин в формуле М.А. Михеева


frame1

Описание экспериментальной установки

Объектом исследования (рис. 2.5.1)является горизонтальная металлическая труба ^ 1, внутри которой расположен нагревательный элемент 2. Торцы трубы защищены тепловой изоляцией. Наружный диаметр трубы d = 0,036 м, длина трубы l = 0,6 м.

Нагревательный элемент получает питание от лабораторного автотрансформатора (ЛАТР) ^ 5, который, в свою очередь, подключен к сети переменного тока напряжением 220 вольт через сетевой выключатель 6.

Тепловой поток, отводимый с поверхности трубы, определяется по расходу электрической энергии с помощью вольтметра 3 и амперметра 4.



Рис. 2.5.1. Схема экспериментальной установки

Для измерения температуры теплоотдающей поверхности используют термопары 7, равномерно расположенные по длине трубы.

Милливольтметр 9, шкала которого проградуирована в градусах Цельсия, последовательно подключается к термопарам с помощью переключателей 8.

Температуру окружающего воздуха измеряют термометром 10, который расположен на достаточном удалении от нагревателя.

Методика проведения эксперимента

1.    Подключить сетевым переключателем ^ 6 установку к сети. Включение производить под наблюдением преподавателя.

2.    ЛАТРом 5 установить заданное преподавателем напряжение в цепи нагревателя (рекомендуемый диапазон напряжений 80÷120 В).

3.    Дождаться наступления стационарного теплового режима (ориентировочно он наступает через 20 минут после включения установки).

4.    Провести измерения:

    напряжения (вольтметром ^ 3) и силы тока (амперметром 4) в цепи нагревателя;

    температуры поверхности трубы в N точках, подключая последовательно термопары 7 к милливольтметру 9 с помощью переключателей 8;

    температуры воздуха в помещении (термометром 10).

Полученные значения занести в протокол экспериментальных данных.

5.     Повторить измерения, согласно пункту 4, через 5 и 10 минут.

Обработка экспериментальных данных

1.    Определить тепловой поток, создаваемый нагревателем

, Вт.

2.   Рассчитать среднее значение температуры теплоотдающей поверхности

, оС,

где N – число термопар, используемых для определения средней температуры.

3.   Вычислить долю теплового потока, передаваемого в окружающую среду излучением,

, Вт,

где спр – приведенный коэффициент излучения тела [для используемой в работе трубы спр= 1,2 Вт/(м2∙К4)]; Tc и Tж – соответственно, абсолютные температуры поверхности тела и окружающей среды, К; F – площадь теплоотдающей поверхности трубы (площадь боковой поверхности цилиндра), м2.

4.  Найти значение теплового потока, отдаваемого среде путем конвективного теплообмена

, Вт.

5.   Определить средний коэффициент теплоотдачи

, Вт/(м2∙К).

6.   Рассчитать по (2.5.3), (2.5.5) и (2.5.6) значения критериев Нуссельта Nuэ, Грасгофа и Прандтля. Физические параметры воздуха  и а, входящие в эти формулы, берут из таблиц физических свойств воздуха при средней температуре воздуха

.

Температурный коэффициент объемного расширения воздуха равен

, К-1.

7.   Определить по табл. 2.5.1 значения коэффициентов С и n, входящих в формулу (2.5.7) и рассчитать по ней значение критерия Nu.

8.   Вычислить относительную погрешность формулы Михеева для условий опыта

%.

9.       Определить максимально возможную относительную ошибку при использовании установленных приборов (приборную погрешность)

, %,

где знаком  с последующим буквенным символом обозначены максимальные отклонения контролируемых параметров. Их определяют по классам точности приборов К и максимумам их шкал. Например:

.

Для приборов, на которых отсутствует класс точности, максимальные отклонения измеряемого параметра считают равными половине цены деления. Например, для жидкостного термометра с ценой деления 1оС

оС.

Таблица 2.5.2

№ п/п

Наименование параметра

№опыта

1

2

3

1

Время

10

-

-

2

Напряжение U, В

176

-

-

3

Сила тока I, А

2.35

-

-

4

Температура поверхности в i-й точке tci, оС

1

220

-

-

2

250

-

-

3

248

-

-

4

245

-

-

5

220

-

-

6

230

-

-

5

Средняя температура поверхности трубы tc, оС

235.5

-

-

6

Температура воздуха в помещении tж, оС

21

-

-

7

Тепловой поток, создаваемый нагревателем Q, Вт

413.6

-

-

8

Тепловой поток, передаваемый излучением Qи

48.2

-

-

9

Конвективный тепловой поток Qк, Вт

365.4

-

-

10

Средний коэффициент теплоотдачи , Вт/(м2∙К)

25

-

-

11

Критерий Нуссельта Nuэ

0.31

-

-

12

Критерий Грасгофа Gr

8.8

-

-

13

Критерий Прандтля Pr

07

-

-

14

Расчетное значение критерия Нуссельта по формуле Михеева Nu

0.27

-

-

15

Относительная погрешность формулы (1.1) , %




-

-

16

Приборная погрешность , %




-

-


Протокол экспериментальных и расчетных данных
































Скачать файл (119.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru