Местная теплоотдача при турбулентном движении воздуха в трубке (Лабораторная работа № 8), страница 2

В торцевых поверхностях входной и выходной камер опытного участка имеются отверстия, в которых вставлены тонкие трубки с помещенными в них термопарами (12). Подогрев воздуха в опытном участке измеряется дифференциальной термопарой, горячий и холодный спаи которой расположены соответственно в выходной и входной камерах.

Для измерения температуры стенки опытной трубки в пяти точках ее боковой поверхности приварены горячие спаи (14) хромелькопелевых термопар. Эти термопары имеют общий холодный спай, помещенный во входную камеру. Таким образом, измерение температуры стенки трубки и температуру на выходе из опытного участка в данной работе проводится относительно температуры воздуха на входе, то есть относительно комнатной температуры , измеряемой ртутным термометром.

 - термоЭДС термопары «выход-вход» воздуха;

 - термоЭДС термопар на стенки трубки, измеряется цифровым вольтметром.

Координаты горячих слоев термопар на стенке трубы

Таблица №1.

№ термоп.	0	1	2	3	4	5	6
Координата х, мм	0	75	150	225	300	375	450

5. Данные установки.

=7,4 мм – внутренний диаметр трубы;

=80 мм – наружный диаметр трубы;

=450 мм – длина рабочего участка;

=0,047 Ом – электрическое сопротивление трубки;

=0,08 ^В/_К – коэффициент тепловых потерь;

=13,52 ^К/_mВ – коэффициент перевода;

=75 мм – расстояние между термопарами.

Протокол измерений.

№ п/п	UДВ, В	U, В	, mB	, mB
				1	2	3	4	5
1		0,7	0,41					0,91	16
2		0,7	0,41					0,85	16
3		0,7	0,41					0,79	16
4		0,7	0,41					0,73	16
5		0,7	0,41					0,67	16

6. Обработка результатов измерений.

(1) По табл. «Физические свойства воздуха» при давлении , находим следующие величины:

 ^кг/_м³ ,  ^Дж/_кг·К , ^Вт/_м·К ,  ^{м^2}/_с.

(2) Зададимся расходои воздуха .

(3) Определяем тепловой поток: , где

 Вт,  Вт, тогда

 Вт.

(4) Определим местную плотность теплового потока:

 ^Вт/_м² .

(5) Определим среднюю скорость движения воздуха:

  ^м/_с .

(6) Определяем число Рейнольдса:

(7) Определяем длину начального теплового участка:

 м,

.

7. Расчет.

Ввиду того, что чувственно термоЭДС на входе и выходе из трубки и термоЭДС в пятом сечении, расчет ведем по формуле:

, где .

, где

,                 

,                 .

       ,

(1) Определить стабилизационную температуру в пяти опытах:

,                                              ,

,                                              .

(2) Определяем температуру в каждом сечении по координате:

,

,                                                   ,

,                                                  .

(3) Определяем коэффициент теплоотдачи в каждом сечении:

.

,

,                                              ,

,                                              .

(4) Построим график зависимости.

 

(5) Определим скорость движения воздуха по всходу в каждом опыте:

 ^м/_с ,

 ^м/_с ,                                                  ^м/_с ,

                      ^м/_с ,                                                   ^м/_с .

(6) Определяем число Рейнольдса для каждого опыта:

, ,

,                                                   ,

,                                                    .

(7) Определим коэффициент теплоотдачи для каждого опыта:

 ,

,                                                           ,

                                                            .

(8) Определим:

,                                       ,

,                                        .

(9) Построим график зависимости .

 

(10)  Определим значения С и n:

  

.

(11)  Определяем абсолютную погрешность коэфициента теплоотдачи.

 .

a)   .

,  ,

,.

,

Определим  и :

,

.

b)  Пусть

,

Определим  и :

  , так как , тогда:

.