Государственное образовательное учереждение высшее профессиональное образование


Скачать 55.12 Kb.
НазваниеГосударственное образовательное учереждение высшее профессиональное образование
Дата публикации13.06.2013
Размер55.12 Kb.
ТипЛабораторная работа
userdocs.ru > Физика > Лабораторная работа



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

“Братский Государственный университет”

Факультет энергетики и автоматики кафедра

«Промышленная теплоэнергетика»

Лабораторный практикум

по дисциплине: «Тепломассообмен»

Лабораторная работа №5
Определение коэффициента теплоотдачи

при вынужденной конвекции воздуха

Выполнил:

Ст. гр. ПТЭ-10 Красногоров Е.В

Руководитель:

ассистент кафедры ПТЭ Михолап Н.Н
Братск 2011

^ Цель работы:

Экспериментальное определение среднего коэффициента теплоотдачи при движении воздуха в трубе и изучение влияния режима движения воздуха на коэффициент теплоотдачи.

^ Основные теоретические положения

Процесс теплообмена между поверхностью твердого тела и движущейся жидкостью (газом) называется теплоотдачей и описывается уравнением Ньютона-Рихмана
,
где Q – количество теплоты, передаваемое от жидкости твердому телу или от поверхности тела жидкости, Вт;

α – коэффициент теплоотдачи, Вт/м2·К;

F – поверхность теплообмена, м2;

tc – температура поверхности тела, °С;

tж – температура жидкости (газа), °С.

Коэффициент теплоотдачи α характеризует интенсивность теплообмена и зависит от физических свойств жидкости, характера ее движения и геометрических характеристик твердого тела.

При движении жидкости (газа) в трубках коэффициент теплоотдачи в основном зависит от режима ее течения, который характеризуется числом Рейнольдса
,
где ω – скорость течения теплоносителя, м/c;

d – диаметр трубы, м;

ν – коэффициент кинематической вязкости, м2/с.

При Re < 2·103 режим течения жидкости считается ламинарным, а при Re > 104 – турбулентным. В интервале Re от 2·103 до 104 режим течения принято считать переходным.

При ламинарном течении жидкости на коэффициент теплоотдачи влияет свободное движение, возникающее за счет гравитационных сил, обусловленных различием температур в разных точках теплоносителя. Подъемные силы учитываются числом Грасгофа
,
где g – ускорение свободного падения, м/с2;

β – коэффициент объемного расширения, 1/К;

Δt – разность температур, °С.

Физические свойства жидкости характеризуются критерием Прандтля
,
где a – коэффициент температуропроводности, м2/с.

Коэффициент теплоотдачи может быть выражен в безразмерной форме числом Нуссельта
,
где λ – коэффициент теплопроводности, Вт/м·К.
В критериальной форме зависимость интенсивности теплоотдачи от различных факторов выражается уравнениями:

а) для ламинарного режима течения жидкости
,
б) для турбулентного режима течения жидкости

где - множитель Михеева, учитывающий неизотермичность теплового потока; для газов величина ≈ 1, т.к. число Прандтля слабо зависит от температуры;

Ee – коэффициент, учитывающий изменение среднего коэффициента теплоотдачи по длине трубы; при Ee = 1.

Описание установки и порядок выполнения эксперимента
Установка состоит из трубы 1 (рис.1.1) на внешней поверхности которой намотана нихромовая нить 2, служащая для нагрева воздуха, движущегося внутри трубы. Изменение степени нагрева воздуха производится путем регулирования силы тока, проходящего через нихромовую нить. Сила тока задается автотрансформатором 4 и контролируется амперметром 5.

Для измерения температур воздуха и поверхности трубы по всей ее длине установлено пять термопар 3. Термопары Т1 и Т5 служат для определения температур воздуха на входе и выходе из трубы, а термопары Т2, ТЗ и Т4 для измерения температур поверхности стенок трубы. В качестве вторичного прибора, регистрирующего ЭДС термопар, используется милливольтметр 9. Для последовательного подключения термопар пользуются клавишами 10. Изменяя реостатом 6 напряжение на электродвигателе вентилятора 7, регулируют расход воздуха, проходящего через трубу. Контроль расхода воздуха осуществляется U-образным манометром 8.

Для выполнения работы необходимо установить рекомендованный преподавателем режим движения воздуха и силу тока. После достижения стационарного теплового режима (через 30 мин. после включения) необходимо измерить расход воздуха (по U-образному манометру и градуировочной кривой) и температуры воздуха на входе в трубу и выходе из нее. Для измерения температуры воздуха нажимают кнопку 1 милливольтметра КВМ-1, а затем 5 и снимают по шкале прибора значение температур t1 и t5 в °С.

Температура воздуха определяется как среднее арифметическое температур на входе и выходе из трубы:
, °С
Аналогичным образом находится температура стенки трубы. Последовательным нажатием кнопок 2, 3 и 4 подключают термопары Т2, ТЗ и Т4, расположенные на поверхности трубы и определяют температуры t2, t3 и t4, и затем среднюю температуру стенки трубы tc:
, °С


Результаты измерений заносятся в таблицу.

untitled-scanned-01
Рис. 1.1 Схема установки:

1 – труба, 2 – нихромовая нить, 3 – горячие спаи термопар, 4 – автотрансформатор, 5 – амперметр, 6 – реостат, 7 – воздуходувка, 8 – манометр, 9 – милливольтметр, 10 – переключатель термопар.
Таблица 1


Режим

Расход воздуха V, м3

Сила тока I, А

t1, °C

t5, °C

tв, °C

t2, °C

t3, °C

t4, °C

tc, °C

1



1,9

33,5

42

54,5

46

50,5




50,2

2



1,3

32

36,5

50,25

39,5

42

44

41,80







Коэффициент теплоотдачи



Скорость движения воздуха







Выражаем через





Вывод: опытным путем определили коэффициент теплопередачи 2-я способами, для двух режимов коэффициент зависит от движения теплоносителя, переходный режим, при этом ,,в зав-ти от режима течения.

Похожие:

Государственное образовательное учереждение высшее профессиональное образование iconГосударственное образовательное учереждение высшее профессиональное образование
Ознакомление с методикой определения степени черноты металлической поверхности и приобретение навыков практического использования...
Государственное образовательное учереждение высшее профессиональное образование iconГосударственное образовательное учереждение высшее профессиональное образование
Экспериментальное определение коэффициента теплопередачи от "горячего" теплоносителя к "холодному" и сравнение его с расчетной величиной...
Государственное образовательное учереждение высшее профессиональное образование iconРасписание занятий студентов заочной формы обучения, 1 5 курсы (базовое...
Студентов заочной формы обучения, 1 5 курсы (базовое образование среднее полное и среднее профессиональное), 1-2, 5 курсы (базовое...
Государственное образовательное учереждение высшее профессиональное образование iconБазовое образование: высшее профессиональное первого уровня

Государственное образовательное учереждение высшее профессиональное образование iconС реднее образование в Канаде Высшее образование в Канадe
Великолепие природы во многих частях страны не омрачено присутствием человека. Канада издавна принимает у себя иностранных студентов....
Государственное образовательное учереждение высшее профессиональное образование iconОбразование имеющее высшее профессиональное (журналистское, филологическое)
Законодательство о рекламе, о защите прав потребителей, об авторском праве и смежных правах, об осуществлении предпринимательской...
Государственное образовательное учереждение высшее профессиональное образование iconПлан лекции: Профессиональное образование как социокультурный институт...
Основные направления развития системы непрерывного профессионального образования в Украине
Государственное образовательное учереждение высшее профессиональное образование icon1. Понятие "биосфера", его сущность и методологическое значение
Государственное образовательное учереждение иркутский государственный педагогический колледж №1
Государственное образовательное учереждение высшее профессиональное образование icon«История мировой автомобилизации»
Федеральное государственное бюджетное образовательное учереждение высшего профессионального образования «оренбургский государственный...
Государственное образовательное учереждение высшее профессиональное образование iconУчебное пособие высшее образование серия основана в 1996 г. Высшее образование
Рекомендовано в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Документоведение...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница