Лабораторная работа 4 Задание : Провести измерения средней температуры поверхности горизонтально расположенной трубы и определить коэффициент теплоотдачи. - презентация

1

2 Лабораторная работа 4 Задание : Провести измерения средней температуры поверхности горизонтально расположенной трубы и определить коэффициент теплоотдачи при свободном движении окружающего воздуха для нескольких режимов нагрева. Обобщить результаты эксперимента с использованием теории подобия.

3 1 – металлическая труба; 2 – нагреватель; 3 – термопары Принципиальная схема установки

4 Горизонтальная металлическая труба с внутренним электрическим нагревателем. На наружной поверхностях трубы установлено шесть термопар для измерения средней температуры.

5 Автотрансформатор для регулировки мощности нагревателя

6 Милливольтметр для измерения термо-ЭДС термопар

7 Переключатель термопар

8 трансформатор Включи электропитание установки: Включи установку, поставь режим «теплоотдача» Момент включения установки соответствует нулевому моменту времени.

9 Установи мощность нагревателя согласно указаниям преподавателя или лаборанта.

10 Показания трансформатора (мощность нагревателя) Геометрические параметры трубы Комнатную температуру

11 Сними показания милливольтметра на каждой из шести термопар С интервалом в 5 минут определяй среднее значения температуры на поверхности трубы.

12 Результаты измерений занеси в таблицу. 1,15 Например так… 1,21,25 1,21,15 Вычисли среднее значение термо-ЭДС всех шести термопар. В примере это 1,2 мВ.

13 Используя тарировочную таблицу хромель-копелевой термопары, 10+ 8,6 = переведи милливольты в градусы: величина термо-ЭДС 1,2 мВ - соответствует о СоС18,6

14 ВНИМАНИЕ! Не забывай, что термопары показывают превышение температуры измерительного спая над комнатной. Это означает, что полученная по тарировке величина соответствует разности температур стенки трубы и атмосферного воздуха о СоС о С.43,1 + и для определения температуры поверхности трубы, к показаниям термопар следует добавить значение комнатной температуры: 18,6 = t ст – t атм = t t ст = t + t атм = t атм = 24,543,1 Результаты определения температуры занеси в таблицу: 18,6 Не забывай регистрировать мощность нагревателя, например: 75 Ватт 75

15 Повторяй процедуру определения средней температуры поверхности трубы с интервалом в 5 минут. Данные заноси в таблицу. Время, мин Показания термопар, мВ t, о С t ст, о С W, Вт , ,15 1,2 1,25 1,25 1,2 1,15 18,6 43, ,95 3,0 3,05 3,1 3,0 2,9 45,0 69, ,9 4,0 4,0 4,05 4,05 4,0 59,3 83, ,45 4,45 4,5 4,55 4,55 4,5 66,4 90, ,55 4,55 4,6 4,65 4,65 4,6 67,7 92, ,6 4,65 4,65 4,7 4,65 4,65 68,1 92,6 76 Продолжай измерения до установления стационарного теплового режима, когда температура поверхности не перестанет изменяться с течением времени.

16 Из закона Ньютна-Рихмана ( Q = A t ) рассчитай коэффициент теплоотдачи на поверхности трубы. Используя таблицу «Теплофизические свойства воздуха» (Приложение 4) по комнатной температуре найди величину критерия Прандтля ( Pr ). Вычисли значения критерия Грасгофа ( Gr = g l 3 t / 2 ) и критерия Нуссельта ( Nu = l / ), для нахождения теплопроводности и вязкости воздуха используй таблицу свойств воздуха (Приложение 4). Рассчитай величины lg (Nu) и lg (Gr Pr).

17 Измени мощность нагревателя согласно указаниям преподавателя или лаборанта. Переходи к следующему режиму. Повтори измерения температуры поверхности трубы в стационарном режиме и критериальную обработку полученных опытных данных: Повторяй эту процедуру для нескольких режимов, количество которых ( ) задается преподавателем. рассчитай величины lg (Nu) и lg (Gr Pr).

18 Когда все замеры выполнены …

19 Проведи графическую обработку результатов опытов: В логарифмических координатах - построй график критериального уравнения теплоотдачи при свободном движении окружающего воздуха Nu = 0,5 (Gr Pr) 0,25 в виде прямой линии lg(Nu) = lg 0,5 + 0,25 lg(Gr Pr). -0,5 0 0,5 1 1, lg (Gr Pr) lg Nu - на графике нанеси точки, соответствующие результатам, полученным при обработке каждого режима нагрева. - оцени относительную погрешность отклонения опытных данных от критериального уравнения.

20