Критерий Прандтля, или критерий физических свойств жидкости,

,                                         (4)

где а – коэффициент температуропроводности, м²/с;

Согласно теории подобия между указанными критериями существует однозначная зависимость вида:

                                 (5)

ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА. В горизонтально установленной трубе установлен электрический нагреватель. В цепь которого, включены амперметр, вольтметр и латр. Температура на поверхности трубы измеряется в четырех точках с помощью датчиков, подключенных к электронному термометру (рис. 3).

Количество тепла, которым обменивается тело с окружающей средой в единицу времени (тепловой поток), согласно закону Ньютона-Рихмана, пропорционально разности температур между поверхностью тела t_т и окружающей средой t_c и величине поверхности тела F формула (1).

Коэффициент теплоотдачи зависит от большого количества факторов, определяющих условия взаимодействия с окружающей средой (скорость, характер движения среды, ее термофизические свойства, размеры и конфигурации тела, температуры поверхности тела и окружающей среды).

 

Рис. 3 Схема установки для определения коэффициента теплоотдачи при свободном движении воздуха:

1-металлическая труба; 2-электрический нагреватель; 3-дачик температур; 4-вольтметр; 5-амперметр; 6-электронный термометр; 7-латр.

 

Количества тепла, которым обменивается поверхность тела и окружающая среда, складываются из тепла, передаваемого непосредственным соприкосновением среды с поверхностью тела (конвекция, теплопроводность), и из тепла, передаваемого путем теплового излучения.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Перед началом опыта проверяют правильность включения измерительных приборов.

Нагреватель включают в электрическую сеть и затем наблюдают за тепловым режимом трубы, для чего через каждые 5 мин. записывают значения всех показателей исходных данных приборов в таблицу 3.

- температуру на поверхности трубы в 4 точках t, ^oC;

- силу электрического тока I, А;

- напряжение электрического тока U, В.

- температуру окружающего воздуха t _в, ^оC;

При установившемся тепловом состоянии, характеризующимся неизменностью показаний приборов во времени делают не менее трех замеров через каждые 5 мин. Температуру измеряют, поочередно подключая датчики при помощи переключателя к электронным термометрам. Для обработки результатов опыта используют средние значения показания приборов.

Таблица 3 – Исходные данные  

Номер опыта	Номер замера	Время, мин.	Температура стенки t, ^oC				I, А	U, В	t в, ^0С
			1	2	3	4
1	1
	2
	3
2	1
	2
	3

Затем латром увеличивают мощность, потребляемую нагревателем, и при новом установившемся тепловом режиме проводят необходимые измерения.

Количество опытов при различных тепловых режимах должно быть не менее двух.

По окончании испытания отключить электрический нагреватель