Міністерство освіти і науки україни

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

 

 

Кафедра “Технічна теплофізика”

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

З ТЕПЛОТЕХНІКИ

 

(для студентів груп МЧМ, ОМТ, ЕКМ, ТО, МКМ, АУП)

 

 

Донецьк - 2010

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

 

 

Кафедра “Технічна теплофізика”

 

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

З ТЕПЛОТЕХНІКИ

 

(для студентів груп МЧМ, ОМТ, ЕКМ, ТО, МКМ, АУП)

 

 

                                                                           Розглянуто і затверджено на

                                                                           засіданні кафедри «Технічна

                                                                           теплофізика»,

                                                                           протокол № 3 від 02.11.2009

                                                                           Затверджено на засіданні

                                                                           учбово-видавничої Ради

                                                                           ДонНТУ,

                                                                           протокол № 1 від 01.03.2010.

 

 

Донецьк - 2010

УДК 669.041

 

 

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Теплотехніка» / Волкова О.Г.−Донецьк, ДонНТУ, 2010.− 32 с.

Методичні вказівки містять опис лабораторних робіт з дисципліни «Теплотехніка». Виконання лабораторних робіт має на меті поглиблення знань по окремих розділах дисципліни, а також придбання студентами навичок проведення теплотехнічних досліджень на експериментальних установках.

 

 

Укладач:                                         старший викладач О.Г. Волкова

 

Рецензент, к.т.н.                             доцент Д.І.Пархоменко

 

 

© Донецький Національний Технічний Університет, 2010

 

ЗМІСТ

 

Лабораторна робота № 1.
Визначення коефіцієнта теплопровідності металів методом стрижня..………………………………………………	4
Лабораторна робота № 2.
Дослідження теплопередачі при змушеному русі повітря в трубі..…….……………………………………………..	7
Лабораторна робота № 3.
Дослідження нагрівання тіл при граничних умовах 3 роду……………..……………………………………………..	11
Лабораторна робота № 4.
Розрахунок процесу охолодження тіла при вільній конвекції…...…………………………………………………….	15
Лабораторна робота № 5.
Визначення коефіцієнта температуропровідності матеріалів…….…….……………………………………………..	18
Лабораторна робота № 6.
Визначення коефіцієнта тепловіддачі горизонтальної труби при вільному русі повітря……………………………	21
Лабораторна робота № 7.
Визначення втрат тиску на тертя і місцеві опори………………………………………………………………………	24
Лабораторна робота № 8.
Дослідження витікання газів низького тиску через отвори і насадки………………………………………………...	27
Додаток А − Фізичні параметри сухого повітря……………………………………………………………………….	31
Додаток Б − Таблиця переводу мВ у °С…………..……………………………………………………………………	31

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

 

ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ МЕТАЛІВ МЕТОДОМ СТРИЖНЯ

 

1 МЕТА РОБОТИ

 

Поглиблення знань по теорії теплопровідності,вивчення методики експериментального визначеннякоефіцієнта теплопровідності металів і одержання навичок у проведенні експериментальних робіт.

У результаті роботи повинні бути засвоєні:

− фізична сутність процесів теплопровідності;

− зміст основного закону теплопровідності і його додаток до тіл простої геометричної форми;

− поняття про коефіцієнт теплопровідності і методи його визначення.

 

2 ЗАВДАННЯ

 

Необхідно:

− знайти значення коефіцієнта теплопровідності досліджуваних матеріалів;

− порівняти отримані значення з табличними;

− скласти звіт.

 

3 ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

 

Інтенсивність переносу тепла у твердому тілі визначається коефіцієнтом теплопровідності. Останній є фізичним параметром і характеризує здатність матеріалу проводити тепло. Найбільшою теплопровідністю володіють метали.

Значення коефіцієнта теплопровідності визначається експериментальним шляхом. Одним з методів його визначення є метод стрижня.

Кількість тепла, переданого з одного кінця стрижня на іншій, може бути визначена з загального рівняння теплопровідності при стаціонарному тепловому стані й умові відсутності теплообміну між бічною поверхнею стрижня і навколишнім середовищем:

                                           ,                                                                   (1)

відкіля випливає

l =  ,                                                                            (2)

 

де l − коефіцієнт теплопровідності матеріалу стрижня, Вт/(м×К);

S − довжина стрижня, м;

F – перетин, м²;

t − час, с;

t₁, t₂ – температура гарячого і холодного кінців стрижня, °С.

 

Таким чином, для визначення l експериментальним шляхом необхідно вимірити кількість тепла, переданого через стрижень за час t, а також температуру кінців стрижня.

 

4 ОПИС УСТАНОВКИ

 

Установка (рисунок 1.1) складається з трьох судин, з'єднаних стрижнями: центральна судина 4 з'єднана з лівою судиною стрижнем А, із правою судиною – стрижнем Б. Судини заливаються водою. У центральній судині вода нагрівається за допомогою електронагрівника 3, що живиться від мережі перемінного струму через лабораторний автотрансформатор (ЛАТР) 2. Судини з упаяними в них стрижнями поміщені в шухляду, заповнену теплоізоляційними матеріалами для зниження стоку тепла через бічну поверхню стрижнів. Температура води в крайніх судинах виміряється термометрами 1 і 5.

 

5 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

 

Після ознайомлення з інструкцією і підготовки журналу спостережень одержати від викладача дозвіл на проведення експериментальної частини.

Залити в центральну судину 200 м води, при цьому рівень води знаходиться вище стрижнів, упаяних у судину.

Під спостереженням викладача включити нагрівач.

Після закипання води в центральній судині відрегулювати Латром напругу, при якій спостерігається слабке кипіння.

Через 10-12 хв. (цей час необхідно для встановлення стаціонарного теплового стану) залити в ліву та праву судини по 150 мл води.

 

 

 

 

Після заливання води в крайні судини вимірювати температуру через кожні 2 хв. протягом 12-16 хв.

По закінченні вимірів виключити нагрівач і відкачати воду із судин. Отримані результати заносити в журнал спостережень.

Форма журнала досліджень

№ п/п	Час вимірів, хв.	Температура, °С
		tA		tB	DtA	DtB
1 2 3 4 5 6 …	0 2 4 6 8 10 …
Середнє

 

6 ОБРОБКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДАНИХ

 

Коефіцієнт теплопровідності металу, з якого виготовлений, наприклад, стрижень А, визначається за формулою (2):

l_A =  ,                                                                        (3)

 

де  – кількість тепла, отриманого через стрижень А за час t, Дж.

 

 =  ;                   (4)

 

 − маса води в судині А,  = 0,15 кг;

 = 4190 Дж/(кг×К) – питома теплоємкість води;

 – маса стрижня А, кг;

 – теплоємкість стрижня А, Дж /(кг×К). Можна прийняти

           .                                                                         (5)

D  − середній приріст температури води у судині А, °С;

– температура води в центральній судині, °С =100°С;

− середня температура води в судині А, °С;

t − інтервал часу між двома вимірами, t =120 с;

d − діаметр стрижня, d_a=d_в=0,0153 м;

 – поперечний переріз стрижня, м²;

 м − довжина стрижня.

Послідовність розрахунку l_А: визначити Q_A за формулою (4) з урахуванням (5); визначити поперечний переріз F, м² стрижня; визначити l_А за формулою (3).

Аналогічно розраховується коефіцієнт теплопровідності l_В стрижня В. При розрахунку Q_В за формулою (4) використовувати значення Dt_B, у формулі (3) − Q_В та t_B.

Отримані значення коефіцієнтів порівнюються з табличними.

 

7 УКАЗІВКИ ДО ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

 

Звіт повинний містити основні теоретичні положення, опис і схему установки, журнал спостережень, розрахунок коефіцієнтів теплопровідності, висновки по роботі.

 

8 ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

 

Установка обладнана електронагрівником води.

УВАЗІ СТУДЕНТІВ!

1.Заливання води в судину і відкачку її робити при виключеній з мережі установці.

2.Не допускати зайво інтенсивного кипіння води в центральній судині.

 

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

 

1. Від яких величин залежить коефіцієнт теплопровідності?

2. Фізичний зміст коефіцієнта теплопровідності?

3. Чому коефіцієнти теплопровідності стрижнів А та В відрізняються?

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5

 

МАТЕРІАЛІВ

 

1 МЕТА РОБОТИ

 

Ознайомлення з одним з найбільше часто використовуваних методів визначення коефіцієнта температуропровідності твердих тіл, заснованих на теорії нестаціонарного режиму; розширення знань по теорії нестаціонарних процесів теплопровідності.

 

2 ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

 

В основі розглянутого методу експериментального визначення коефіцієнта температуропровідності лежить рішення задачі про нестаціонарну теплопровідність довгого циліндра, що нагрівається рівномірно, розподіленим по бічній поверхні тепловим потоком.

Математичне формулювання задачі може бути записано у виді:

 

;                                                                                  (1)

;                                                                                                           (2)

 ,                                                                                 (3)

де t – температура тіла;

t − час;

Х – поточна координата (радіус);

R – радіус циліндра;

а – коефіцієнт температуропровідності, прийнятий незалежним від температури для полегшення одержання рішення і його аналізу.

 

Г.П. Іванцов одержав рішення рівняння (1) для циліндра у виді:

 

 

,                                    (4)

де m_n − корені рівняння;

ℓ₀(m_n) − функція Бесселя першого роду нульового порядку.

 

Кожен доданок суми нескінченного ряду в рівнянні (4) містить швидко убутний експонентний множник. Після закінчення деякого проміжку часу сума ряду стає малою в порівнянні з іншими членами вираження (4).

Дослідження вираження (4) показало, що при  сумою нескінченного ряду можна зневажити. У цьому випадку настає регулярний режим, а рішення (4) приймає вид:

 

,                                                        (5)

де t – температура тіла;

t₀ − середня температура по перетині тіла в початковий момент часу.

 

Підставивши в рівняння (5) замість t величини t₁ і t₂, одержимо після вирахування різниці температур між двома довільними крапками нескінченного циліндра:

 

 ,                             (6)

 

де t₁, t₂ − час від початку нагрівання циліндра до одержання в точці 1 температури t₁,а в точці 2 − температури t₂.

Прийнявши t₁=t₂, одержимо:

 

.                                                                        (7)

 

Звідси можна визначити коефіцієнт температуропровідності:

 

 ; м²/с.                                                                   (8)

 

Таким чином, якщо в циліндрі, що нагрівається, при постійному тепловому потоці в двох точках по радіусі х₁ і х₂ вимірювати температуру, то треба в досвіді визначити проміжок часу t=t₂ − t₁, с, за який температура t₂ у точці 2 прийме значення, рівне t₁ (рисунок 4).

Тоді можна визначити коефіцієнт температуропровідності матеріалу при заданій температурі по формулі (8).

 

3 ОПИС УСТАНОВКИ

 

Лабораторна установка (рисунок 3.1) включає електричну піч 3 із внутрішніми розмірами D=115 мм, L=300 мм і циліндричний зразок з розмірами d=70 мм, ℓ=285 мм. Температура печі виміряється термопарою 1 і регулюючим мілівольтметром 9. Для зменшення теплових потоків через торці зразка в останні закладені вставки 8 з низькотеплопровідного матеріалу. Температура на осі і поверхні зразка виміряється термопарами 4 і 5, що приєднуються до мілівольтметра 7. Кількість споживаної енергії виміряється за допомогою лічильника. Зразок, що нагрівається, виконаний з вогнетривкого матеріалу (шамоту).

 

4 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

 

1. Після ознайомлення з інструкцією одержати від викладача дозвіл на проведення експериментальної частини і включити піч. Температура, при якій необхідно визначити коефіцієнт температуропровідності, задається викладачем.

2. Помістити дослідний зразок у піч.

3. По досягненні заданої температури t₁ у точці 1 (біля поверхні) включається секундомір, що виключається в момент, коли температура осі t₂ (точка 2) досягає заданого значення, рівного t₁ (рисунок 5.1).

4. Швидко зафіксувати значення температури поверхні t₃ (точка 3) у кінці нагріву (рисунок 5.1).

Таблиця переводу показань мілівольтметра у °С наведена у Додатку Б.

 

 

 

Рисунок 5.1 − Температурна діаграма процесу нагрівання (а)

і полю температур у зразку (б)

 

5 ОБРОБКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДАНИХ

 

Експериментальний коефіцієнт температуропровідності підраховується по перетвореній формулі (8):

 

, м²/с.                                                                 (9)

де , R = 0,035 м;

Dt = t₂ − t₁, с.

 

Порівняти коефіцієнт температуропровідності, визначений експериментальним шляхом, з коефіцієнтом температуропровідності, обчисленим по формулі:

           , м²/с.                                                                          (10)

Для шамоту: l=0,84+0,58×10^-3×t_СР, Вт/(м×К);       с=(0,88+0,23×10^-3×t_СР)×10³, Дж/(кг×К);        r=2600 кг/м³.

 

;

 

для циліндра k₃=2 при граничних умовах 2 роду;

t₃ − температура поверхні зразка у кінці нагріву, °С.

 

6 УКАЗІВКИ ДО ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

 

Звіт повинний містити мету роботи, основні теоретичні положення, графік динаміки нагріву печі t_ПЕЧ = f (t) та зразка t_ПОВ, t_ОСЬ = f (t) із зазначенням температур печі на початку та наприкінці експерименту, а також температур зразка у точках 1, 2, 3, порівняння значення коефіцієнта температуропровідності, визначеного експериментально, з розрахунковими даними.

 

7 КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

 

1. Що показує коефіцієнт температуропровідності?

2. Що передбачають граничні умови 2 роду?

3. Опишіть порядок виконання роботи.

 

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6

 

ПРИ ВІЛЬНОМУ РУСІ ПОВІТРЯ

 

1 МЕТА РОБОТИ

 

Поглиблення знань по теорії тепловіддачі при вільному русі рідини (газу) − природної конвекції, ознайомлення з методикою дослідного дослідження процесу й одержання навичок проведення експерименту.

У результаті роботи повинні бути встановлені поняття вільного руху рідини, конвективного теплообміну і коефіцієнта тепловіддачі, залежність тепловіддачі від різних факторів.

 

2 ЗАВДАННЯ

 

1. Визначити значення коефіцієнта тепловіддачі для горизонтальної труби при вільному русі повітря й установити його залежність від температурного напору.

2. Обробити результати експериментів і представити їх в узагальненому виді.

3. Скласти звіт про виконану роботу.

 

3 ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ

 

1. Вільним називається такий рух, що виникає внаслідок різниці густини нагрітих часток рідини. Такий рух завжди виникає навколо тіла, якщо температура цього тіла відрізняється від температури навколишнього середовища.

2. Нехай нагріта труба знаходиться в повітрі. Повітря, що знаходиться навколо труби, нагрівається, унаслідок чого густина його зменшується, і він витісняється холодним, що має більш високу густину. При цьому, природно, тепло, сприйняте молекулами повітря від труби, переноситься ними у навколишній простір.

3. Кількість перенесеного тепла буде тим більше, чим більше швидкість руху повітря. А швидкість руху повітря буде тим більше, чим більше різниця густини, тобто різниця температури нагрітих і холодних часток. Отже, тепловіддача тіла, у першу чергу, визначається різницею температури тіла і навколишнього середовища, тобто температурним напором. Крім того, інтенсивність тепловіддачі залежить також від фізичних властивостей середовища, від форми і положення тіла і ряду інших факторів.

Інтенсивність тепловіддачі, тобто коефіцієнт тепловіддачі, визначається з математичного вираження закону Ньютона-Ріхмана:

, Вт                                                                                (1)

 

де Q_К − кількість тепла, передана нагрітим тілом у навколишнє середовище шляхом конвекції, Вт;

F − поверхня тіла, м²;

t_С − температура стінки (поверхня тіла), °С;

t_Ж − температура рідини (повітря) на великому видаленні від тіла, °С;

α − коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м²×К).

 

4. Коефіцієнт тепловіддачі α, визначений експериментальним шляхом, залежить від температурного напору:       α = f(t_С − t_Ж) = f(Δt). Ця залежність справедлива лише тільки для умов експерименту. Для поширення даних експерименту на інші подібні процеси необхідно отримані результати узагальнити і представити в критеріальному виді:

Nu=f (Gr × Pr),                                                                                  (2)

 

де Nu = a × d/λ − критерій Нуссельта (безрозмірний коефіцієнт тепловіддачі);

Gr = β×g×Δt×d³/ν² − критерій Грасгофа (критерій вільного руху);

Pr = ν /a − критерій Прандтля (критерій температурних і теплових полів);

λ − коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м×К);

а − коефіцієнт температуропровідності, м²/с;

ν − коефіцієнт кінематичної в'язкості, м²/с;

β − коефіцієнт об'ємного розширення газу, 1/K; β = 1/273 K^-1 ;

g = 9,81 м/с² −прискорення сили ваги.

 

Рівняння (2) безрозмірно і тому придатне для розрахунку коефіцієнта тепловіддачі для всіх геометрично подібних систем, що відрізняються фізичними властивостями середовища.

 

4 ОПИС УСТАНОВКИ

 

Установка (рисунок 5) складається з лабораторного столу з вертикальною стінкою, на якій у горизонтальному положенні укріплений об'єкт дослідження, що представляє собою мідну трубку 1 зовнішнім діаметром d=40 мм і довжиною ℓ=1500 мм. Усередині труби розташований електронагрівник 2. Внутрішній простір між електронагрівником і трубою заповнено мідними обпилюваннями для усунення внутрішньої конвекції і для рівномір-

 

номірного розподілу тепла по довжині труби. Електронагрівник підключається до мережі перемінного струму U=230 В через лабораторний трансформатор 3. ЛАТР призначений для регулювання і підтримки потужності, що підводиться. Напруга після Латра виміряється вольтметром 4. Для виміру температури в поверхневому шарі труби по всій її довжині рівномірно розташовано 6 хромель-алюмелевих термопар 5 з кутовим зрушенням 60°. Холодні спаї термопар поміщені в судину Дьюара 7, заповнену льодом, що тане. Підключення термопар до потенціометра здійснюється за допомогою багатоточечного перемикача 8. Включення і вимикання всієї установки виробляється вимикачем 9.

 

5 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ

 

1. Після ознайомлення з інструкцією і підготовки журналу для запису експериментальних даних одержати у викладача дозвіл на проведення роботи.

2. Включення установки виробляється викладачем чи лаборантом.

3. За допомогою Латра і вольтметра установити і підтримувати необхідну постійну потужність на електронагрівнику.

4. Виміри температури робити при строго сталому тепловому режимі, що настає через 30 - 40 хв. після включення установки, з інтервалом 3 - 5 хв., у т.ч. 4 - 5 вимірів при сталому режимі.

5. Для переходу на новий тепловий режим треба змінити витрату електроенергії за допомогою Латра. Через 30 хв. почати виміри, як у п.4.

Для виконання роботи в повному обсязі необхідно провести досвіди при трьох - чотирьох різних температурах стінки труби.

Примітки. Рекомендується наступна послідовність установки режимів:

а) режим №1. Установити напругу 140 В. Через 15 хв. установити 110 − 120 В і підтримувати цю напругу до кінця досвіду;

б) режим №2. З метою прискорення охолодження труби установити напругу 0 − 10 В. Через 15 хв. установити  60 − 90 В і підтримувати цю напругу до кінця досвіду;

в) режим №3. Зняти напругу на 15 хв., потім установити 50-60 В;

г) режим №4. Зняти напругу на 15 хв., потім установити 30-40 В.

6. Температура повітря виміряється ртутним термометром удалині від установки.

 

Зразкова форма журналу спостережень

№ досліду, № виміру	Час виміру, хв.	Напруга U, В	Температура стінки, °С							Температура повітря у кінці досліду, °С
			t1	t2	t3	t4	t5	t6	t
1.1	0	125	190	194	190	194	196	196	192
2	3	124							194
3	6	125							200

 

6 ОБРОБКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДАНИХ

 

Коефіцієнт тепловіддачі в кожнім досліді визначається вираженням:

 

 , Вт/(м²×К)                                                                       (3)

де d − діаметр трубки, м;

ℓ − довжина трубки, м;

Dt_СР= t_СР − t_В;

t_СР − середня температура стінки по 3-4 останніх вимірах;

t_В − температура повітря наприкінці досліду.

Тепловий потік, переданий трубкою шляхом конвекції, визначається з рівності:

 

 , Вт

 

де Q − тепловий потік, що знімається з нагрівача, і переданий у зовнішнє середовище шляхом конвекції і випромінювання, Вт.     Q=W;

W − потужність, споживана електронагрівником

 

W=U²/R,                                                                                           (4)

U − напруга, В;

R = 28 Ом − опір нагрівача.

Q_Л − тепловий потік, переданий шляхом теплового випромінювання, Вт

 

 

 

Рисунок 5 − Схема експериментальної установки

 

 

,                                                                 (5)

 

де С − приведений коефіцієнт випромінювання, Вт/(м²×К⁴);

F=p×d×ℓ − поверхня трубки, м²;

Т_С − температура стінки, К;

Т_ОКР − температура навколишнього середовища, К.

 

Приведений коефіцієнт випромінювання дорівнює коефіцієнту випромінювання дослідної труби, тому що поверхня навколишніх тіл у багато разів більше поверхні труби. Для мідної слабко полірованої труби                     С= 1,0 Вт/(м²×К⁴).

При первинній обробці результати дослідів представляються графічно у виді залежності:

 

a=f(Dt).                                                                                             (6)

 

Залежність (6) строго справедлива для дослідної труби. Для поширення отриманих результатів на весь клас подібних явищ (теплопередача вільною конвекцією від горизонтальної труби будь-яких розмірів у середовище з будь-якими теплофізичними властивостями при будь-якому температурному напорі) необхідно експериментальні дані узагальнити і представити у виді критеріальної залежності:

 

Nu=f(Gr×Pr).                                                                                     (7)

 

Фізичні параметри повітря (λ, ν, Pr) приведені в додатку і розраховуються для температури t_СР = 0,5(t_С + t_В).

Обчислення критеріїв подоби виробляється для кожного температурного режиму.

Отримані значення критеріїв наносять на графік (у логарифмічному масштабі) lg Nu = lg (Gr Pr) і через точки проводять пряму. Рівняння цієї прямої має наступний вид:

 

                                                                                           lg Nu = lg C + n lg (Gr Pr).                                              (8)

 

Постійна n визначається тангенсом кута нахилу прямої до осі абцис, а постійна С знаходиться зі співвідношення для будь-якої точки прямої з рівняння Nu = С(Gr×Pr)ⁿ:

 

.                                                                               (9)

 

Рівняння (8) справедливо для подібних явищ в інтервалі обмірюваних значень добутку (Gr Pr).

 

7 УКАЗІВКИ ДО ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

 

Звіт повинний містити короткі теоретичні положення, опис і схему лабораторної установки, журнал спостережень, розрахунки a і графік залежності a=f(Dt), розрахунок і графічну побудову критеріальної залежності Nu=f(Gr×Pr), висновки по роботі.

 

8 ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ

 

Установка обладнана електронагрівником, приладами регулювання і вимірів електричних параметрів. Температура поверхні дослідної труби може знаходитися в інтервалі 50 − 250°С, температура достатня для одержання опіків.

УВАЗІ СТУДЕНТІВ!

1. При виконанні роботи не доторкайтеся до досвідченої труби і струмопровідних проводів.

2. Студентам дозволяється користатися тільки рукоятками автотрансформатора і перемикача термопар.

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 8

 

Додаток А

Фізичні параметри сухого повітря

 

t	r	l *102	а*106	n *106	Pr	C0t
о С	кг/м3	Вт/(м × К)	м2/с	м2/с		Дж/(м3 × К)
10	1,247	2,52	20,1	14,16	0,705	1290
20	1,205	2,6	21,4	15,06	0,703	1290
30	1,165	2,68	22,9	16	0,701	1290
40	1,128	2,76	24,3	16,96	0,699	1291
50	1,093	2,83	25,7	17,95	0,698	1292
60	1,06	2,9	27,2	18,97	0,696	1292
70	1,029	2,97	28,6	20,02	0,694	1293
80	1	3,05	30,3	21,09	0,692	1294
90	0,972	3,13	31,9	22,1	0,69	1295
100	0,946	3,21	33,5	23,13	0,688	1296
120	0,898	3,34	36,8	25,45	0,686	1298
140	0,854	3,49	40,6	27,8	0,684	1300
160	0,815	3,64	44	30,09	0,682	1303
180	0,779	3,78	47,5	32,49	0,681	1306
200	0,746	3,94	51,4	34,85	0,68	1310

 

Додаток Б

Таблиця переводу мілівольтів (мВ) у градуси Цельсія (°С) (матеріал термопар хромель-алюмель)

 

	о С		0			1			2			3			4			5			6			7			8			9
	0		0,00			0,004			0,08			0,12			0,16			0,20			0,24			0,28			0,32			0,36
	10		0,00			0,44			0,48			0,52			0,56			0,60			0,64			0,68			0,72			0,76
	20		0,80			0,84			0,88			0,92			0,96			1,00			1,04			1,08			1,12			1,16
	30		1,20			1,24			1,28			1,32			1,36			1,40			1,44			1,48			1,52			1,56
	40		1,60			1,64			1,68			1,72			1,76			1,80			1,84			1,88			1,92			1,96
	50		2,00			2,04			2,08			2,12			2,16			2,20			2,24			2,28			2,32			2,36
	60		2,40			2,44			2,48			2,52			2,56			2,60			2,64			2,68			2,72			2,76
	70		2,80			2,84			2,88			2,92			2,96			3,00			3,04			3,08			3,12			3,16
	80		3,20			3,24			3,28			3,32			3,36			3,40			3,44			3,48			3,52			3,56
	90		3,60			3,64			3,68			3,72			3,76			3,80			3,84			3,88			3,92			3,96

100