Исследование теплоотдачи в жидкости и газе при свободном движении

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

                                                                                     Кафедра: «ТОТ» 

Лабораторная работа №6

Исследование теплоотдачи в жидкости и газе при свободном движении.

Выполнил: ст. гр. АТ 63-2

Чернов В.О.

Проверил: Привалов  А.М.

Красноярск 2005

Цель: Углубить и изучить знания по конвективному теплообмену при свободном движении жидкости и газа возле горизонтальной трубы, освоить экспериментальную методику изучения этих процессов и способ сопоставления опытных результатов с расчетами по критериальным соотношениям.

Основные формулы:

1.    Поправка на тепловое излучение, Вт:

2.    Коэффициент теплоотдачи, (Вт/м² *К):

3.    Критериальное уравнение:

4.    Критерий Нуссельта при горизонтальном расположении трубки

5.    Критерий Нуссельта при вертикальном расположении трубки

6.    Критерии Грасгофа при горизонтальном расположении трубки:

7.    Критерии Грасгофа при вертикальном расположении трубки:

8.  Погрешность

Исходные данные:

ℓ=590 мм; d=15 мм; Nвозд =60 Вт; Nводы =90 Вт; ξ = 0.4; Со=5.67 Вт/(м2*К4)

Рисунок 1 - Схема установки для определения коэффициента теплоотдачи в

жидкости и газе

Протокол измерений

ВОДА

τ	tl	t2	t3	t4	t5	tос
MИH	mB	mB	mB	mB	mB	mB
	C	C	C	C	C	C
0	1.7	1.8	1.8	1.8	1.8	1.3
	26	27	27	27	27	20
5	1.7	1.8	1.8	1.8	1.8	1.4
	26	27	27	27	27	21
10	1.7	1.8	1.9	1.8	19	1.4
	26	27	29	27	29	21
15	1.8	1.9	1.9	1.9	1.9	1.4
	27	29	29	29	29	21
20	1.8	1.9	1.9	1.9	2	1.5
	27	29	29	29	30	23
25	1.9 29	2 30	2 30	2 30	2 30	1.5 23

Расчет измерений

ВОЗДУХ

τ	tl	t2	t3	t4	t5	toc
MHH	mB	mB	mB	mB	mB	mB
	C	C	C	C	C	C
0	4.9	5.6	5.8	5.6	5.1	1.5
	72	82	84	82	75	23
5	7.0	7.9	8.1	7.6	6.8	1.5
	101	113	115	109	98	23
10	8.4	9.6	9.8	9.2	8.1	1.5
	120	136	138	130	115	23
15	9.1	10.3	10.6	9.8	8.6	1.5
	129	145	149	138	122	23
20	9.8	11	11.3	10.4	9.2	1.5
	138	154	158	146	130	23
25	10.2 144	11.4 159	11.7 163	10.8 151	9.6 136	1.5 23
30	10.5 148	11.7 163	12 167	11.1 156	9.7 137	1.5 23
35	10.5 148	11.8 164	12.2 170	11.2 157	9.9 140	1.5 23

Расчет измерений

Контрольные вопросы:

1.  Причины, вызывающие появление естественной конвекции.

2.  Закон Ньютона-Рихмана.

3.  От каких основных факторов зависит коэффициент теплообмена при естественной конвекции?

4.  Вид критериального уравнения для теплоотдачи при свободном движении газа около горизонтальной трубы(вертикальной трубы).

Ответы:

1.  Свободное движение, или естественная конвекция, возникает вследствие разности плотностей неравномерного нагрева среды. В результате такой конвекции осуществляется отвод тепла от трубки в окружающую среду. При этом его отводится тем больше, чем больше скорость движения воздуха, определяющаяся разностью плотностей.

2.  Закон Ньютона-Рихмана:.

3.  Коэффициент теплообмена при естественной конвекции зависит от количества тепла, переданного нагретым телом окружающей среде путем конвекции; от средней температуры тела; от температуры среды; от диаметра и длины нагревательного элемента соответственно.

4.  Вид критериального уравнения для теплоотдачи при свободном движении газа около горизонтальной(вертикальной) трубы: