Определение зависимости коэффициента теплопроводности воздуха от температуры

МЕТОДОМ НАГРЕТОЙ НИТИ

 

Цель работы – экспериментальное определение коэффициента теплопроводности воздуха, находящегося вокруг нагретой электрическим током нити, в функции от его температуры.

 

 

 

Рис. 5. Общий вид установки, где:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Схема установки

Таблица опытных данных

№ п/п	t с, ^0 С	R н, Ом	t н, ^0 С	U н, В	U 0, В	I, А	Р ≡ Ф, Вт	d Ф/ dt н, Вт/К	λ, Вт/(м^.К)
1.
2.
3.
4.

I =

Величина образцового сопротивления: R ₀ = 0,1 Ом

1. I =_____________________________________________________________

2. I =_____________________________________________________________

3. I =_____________________________________________________________

4. I =_____________________________________________________________

R _н =

1. R _н =____________________________________________________________

2. R _н =____________________________________________________________

3. R _н =____________________________________________________________

4. R _н =____________________________________________________________

t _н =

Температурный коэффициент сопротивления вольфрама α = 4,2·10^-3 1/К

Сопротивление нити при комнатной температуре          R _н.к = 1,5 Ом.

1. t _н =____________________________________________________________

2. t _н =____________________________________________________________

3. t _н =____________________________________________________________

4. t _н =____________________________________________________________

Ф = U _н I

1. Ф =____________________________________________________________

2. Ф =____________________________________________________________

3. Ф =____________________________________________________________

4. Ф =____________________________________________________________

 

График зависимости Ф = f (t _н)

Диаметр вольфрамовой проволоки                                          d ₁ = 0,11 мм.

Внутренний диаметр трубки                                            d ₂ = 6 мм.

Длина нити                                                                                  L = 0,44 м.

1. λ =_____________________________________________________________

2. λ =_____________________________________________________________

3. λ =_____________________________________________________________

4. λ =_____________________________________________________________

Контрольные вопросы

Напишите уравнение теплопроводности Фурье__________________________

От чего зависит коэффициент теплопроводности газов? Каков порядок его величины?_________________________________________________________ __________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

С помощью каких средств измеряются величины в опытах?_______________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Для чего строится зависимость Ф = f (t _н)?_______________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Как изменяется теплопроводность воздуха с температурой?_______________

__________________________________________________________________

 

 

Студент:                                                                       Руководитель:                                             1 ФИО                                                                                                                              ФИО

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ ЕСТЕСТВЕННОЙ КОНВЕКЦИИ НА ОБОГРЕВАЕМОМ ЦИЛИНДРЕ

 

Цель работы – определение коэффициента теплоотдачи трубы при свободной конвекции воздуха при различных температурах поверхности трубы.

 

Рис.6. Общий вид установки, где:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Схема установки

Таблица опытных данных

№ п/п

t 1

t 2

t 3

t 4

t 5

t 6

t 7

U н, В

U 0, В

I, А

Ф, Вт

αр,

αэ,

1.

2.

3.

I =

Величина образцового сопротивления: R ₀ = 0,1 Ом

1. I =______________________________________________________________

2. I =______________________________________________________________

3. I =______________________________________________________________

Ф = U _н I

1. Ф =_____________________________________________________________

2. Ф =_____________________________________________________________

3. Ф =_____________________________________________________________

1.  =____________________________________________________________

2.  =____________________________________________________________

3.  =____________________________________________________________

Δ Т =  - t _ж

1. Δ Т =___________________________________________________________

2. Δ Т =___________________________________________________________

3. Δ Т =___________________________________________________________

Внешний диаметр трубы                                        d = 28 мм.

Длина трубы                                                            L = 420 мм.

1.  =___________________________________________________________

2.  =___________________________________________________________

3.  =___________________________________________________________

Физические свойства сухого воздуха

Температура t, °С	Теплопроводность λ · 10^2, Вт/(м ∙°С)	Кинематическая вязкость ν · 10^6, м^2/с	Число Прандтля Рr
0	2.44	13.28	0.707
10	2.51	14.16	0.705
20	2.59	15.06	0.703
30	2.67	16.00	0.701
40	2.76	16.96	0.699
50	2.83	17.95	0.698
60	2.90	18.97	0.696

1.  =____________________________________________________________

2.  =____________________________________________________________

3.  =____________________________________________________________

1. Gr =____________________________________________________________

2. Gr =____________________________________________________________

3. Gr =____________________________________________________________

Nu = 0,5 (Gr Pr)^0.25

1. Nu =___________________________________________________________

2. Nu =___________________________________________________________

3. Nu =___________________________________________________________

1. α_р =____________________________________________________________

2. α_р =____________________________________________________________

3. α_р =____________________________________________________________

Выводы

__________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы

Что такое конвективный теплообмен, теплоотдача, естественная конвекция?_

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Какие критерии являются «определяющими» в естественной конвекции?____

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Что такое «определяющая» температура и «определяющий» размер?________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Каков физический смысл критерия Грасгофа?___________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Какая температура и какой геометрический размер берутся в качестве «определяющих» при расчете естественной конвекции?________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

C помощью каких средств измеряются величины в опытах?_______________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________ __________________________________________________________________

 

 

Студент:                                                                       Руководитель:                                             1

                                                                  ФИО                                                                                                                              ФИО

 

Учебное издание

 

 

Составители:

Рудобашта Станислав Павлович

Бабичева Елена Леонидовна

Канатников Юрий Алексеевич

ТЕПЛОТЕХНИКА

 

 

Рабочая тетрадь