Обработка результатов испытания

1. Определить среднюю абсолютную температуру поверхности стальной трубы (Т_ст) иабсолютную температуру воздуха в лаборатории (Т_в), по формулам:

, К                         (6)

Т_в = t _в + 273,15, К,                                            (7)

где t ₁, t ₂, t ₃, t ₄ – температура в соответствующих точках трубы, ^oC.

 

1.

 

2.

 

3.

 

4.

 

5.

 

6.

2. Определить полное количество тепла Q_пол, по расходу электроэнергии на нагреватель:

Q_пол = I · U, Вт,                                  (8)

где I – сила тока в нагревателе, А;

U – напряжение в нагревателе, В.

 

1.

 

2.

3. Определить количество тепла, передаваемого лучеиспусканием, по формуле:

, Вт,                (9)

где F – поверхность трубы, м²;

С₁ –коэффициент теплового излучения стенок стальной трубы, Вт/(м²·К);

Т_ст и Т_в – абсолютные температуры стальной трубы и окружающих ее тел (воздуха) К.

 

1.

 

2.

 

3.

 

4.

 

5.

 

6.

 

4. Определить количество тепла Q_{к ,} отданное трубой воздуху при конвективном теплообмене, по формуле:

Q_{к =} Q_пол – Q_л,                                                     (10)

где Q_пол – полное количества тепла, отданное трубой путем конвекции и теплового излучения;

Q_л – количества тепла, переданное воздуху лучеиспусканием.

1.

 

2.

 

3.

 

4.

 

5.

6.

5. Определить коэффициент теплоотдачи горизонтальной трубы при свободном движении воздуха, по формуле:

 , Вт/(м²ЧК),                              (11)

где Q _к - количества тепла, отданное трубой воздуху при конвективном теплообмене, Вт;

F – теплоотдающая поверхность стальной трубы, м²;

Т_ст – средняя абсолютная температура поверхности стальной трубы, К;

Т_в –абсолютная температура воздуха в лаборатории, К.

 

1.

 

2.

 

3.

 

4.

 

5.

 

6.

6. Определить коэффициент теплового излучения стенок стальной трубы, по формуле:

С₁ = e С₀ =       ,Вт/(м²·К),                         (12)

где С₀ = 5,7 Вт/(м²·К),  – коэффициент излучения абсолютно черного тела;

e = 0,3 – степень черноты поверхности трубы.

7. Определить площадь поверхности трубы по формуле:

F = p d _н L =                               (13)

где d _н – наружный диаметр трубы (0,055), м;

L –длина трубы (1 м);

8. Определить критерий Нуссельта или критерий теплоотдачи по формуле:

 ,                                        (14)

где a – коэффициент теплоотдачи,Вт/(м²·К);

l – коэффициент теплопроводности жидкости, Вт/(м²·К), (табл. 4);

d – диаметр трубы, м.

 

1.

 

2.

 

3.

 

4.

 

5.

 

6.

 

9. Определить критерий Грасгофа, или критерий подъемной силы по формуле:

 ,                                     (15)

где g – ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с²);

  b – температурный коэффициент объемного расширения жидкости, К^-1

для воздуха β = 1/ T_cp, здесь T_cp = 0,5(Т_ст+Т_в) - определяющая температура;

  n – кинематическая вязкость воздуха (табл. 4), м²/с.

D Т = Т_ст – Т_в – расчетный температурный напор (разность температуры стенки и воздуха), К; 

 

1.

 

2.

 

3.

 

4.

 

5.

 

6.

Таблица 4. Свойства воздуха

Температура, t , ^oC	Коэфф. теплопроводности воздуха (l), Вт/м×К	Кинематическая вязкость воздуха (n), 10^-6 м^2/с
0	0,0243	13,3
10	0,0251	14,16
20	0,0257	15,11
30	0,0258	16,58
40	0,0265	17,6
50	0,0271	18,6
60	0,0281	19,6
70	0,0287	20,45
80	0,0294	21,7
90	0,0308	23,78
120	0,032	26,2

10. Результаты вычислений, найденные по формулам (6-15), занести в таблицу 5.

Таблица 5 – Расчетные величины

Номер опыта	Номер замера	F, м^2	tст, ^oC	С1, Вт/м^2×К	Q к, Вт	Q л, Вт	Q пол, Вт	a, Вт/м^2×К
1	1
	2
	3
2	4
	5
	6

 

Выводы: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

 

Работу выполнил:       ________        Работу принял: ________

   (подпись)                                             (подпись)

 

Лабораторная работа № 3