Расчетная часть работы. Исходными данными для расчета являются геометрические размеры канала

Исходными данными для расчета являются геометрические размеры канала. За определяющий размер принять эквивалентный диаметр. Для кольцевого сечения канала

= D – d.

За определяющую температуру принять температуру воздуха в сечениях заделки термопар. Ее значение несложно определить, если принять допущение о линейном изменении температуры воздуха по длине канала. Из табл. 5 Приложения по определяющей температуре выбрать значения теплофизических величин воздуха.

При неизменном напряжении во всех опытах плотность теплового потока будет одинаковой. Она вычисляется по формуле

= .

Рассчитать, недостающие для заполнения табл. 2.3 и 2.4, величины в такой последовательности:

- коэффициент теплоотдачи для каждого сечения:

= ;

- скорость движения воздуха по каналу:

с = ;

- критерий Рейнольдса:

Re = ;

- критерий Нуссельта:

Nu = .

Здесь: - объемный расход воздуха по каналу, м³/с;

d_экв – эквивалентный диаметр канала, м;

n – кинематическая вязкость воздуха при температуре в 5-м сечении, м²/с;

l – коэффициент теплопроводности воздуха в 5-м сечении, Вт/м ∙ К.

Т а б л и ц а 2.4

Влияние длины канала на коэффициент теплоотдачи

Т а б л и ц а 2.5

Влияние режима течения на процесс теплоотдачи

Параметр	Номер режима
I, a
U, в
, Вт/м2
t вх, оС
t вых, оС
t5 воз, оС
t5 ст., оС
a, Вт/м2 • К
n, делений ротаметра
, м3/с
c, м/с
n, м2/с
l, Вт/м ∙ К
Re
Nu
ln Re
ln Nu

На основании экспериментов получить критериальное уравнение для определения коэффициента теплоотдачи в диапазоне опытных чисел Рейнольдса. Для этого результаты опытов необходимо обработать графоаналитическим методом. Поясним его сущность.

Пусть искомое уравнение имеет вид Nu = K . Линеаризуем его:

ln Nu = ln K +a ln Re.

На поле графика логарифмических координатах строим экспериментально полученную зависимость ln Nu от ln Re (рис. 2.8), считая ее линейной, хотя экспериментальные точки из-за погрешности из-

мерений не ложатся на прямую линию. Отмечаем на этой линии две произвольные точки с и d. Тогда значение показателя степени а в критериальном уравненении определяем как отношение

.

Коэффициент пропорцио-

Рис. 2.8 нальности К вычисляется

по значениям Re и Nu для любой точки линии dc, то есть

K = .

Содержание отчета

Отчет оформляется согласно требованиям п. 2.1.2 настоящего пособия. Кроме оформленного заголовка отчет должен содержать:

1. Схему и состав лабораторной установки.

2. Исходные данные.

3. Результаты измерений и вычислений в таблицах.

4. График зависимости a от длины канала;

5. Полученное критериальное уравнение;

6. Выводы.

Выводы по данной работе должны содержать объяснение зависимости a = f (l) и суждения о сходимости полученного критериального уравнения с известным уравнением Михеева.

Контрольные вопросы по теме лабораторной работы

1. Поясните, что понимается под теплоотдачей.

2. Запишите и проанализируйте основной закон теплоотдачи.

3. Раскройте физическую сущность коэффициента теплоотдачи и поясните факторы, влияющие на него.

4. Изложите сущность теории теплового подобия.

5. Что понимается под критериальным уравнением?

6. Напишите выражения и объясните сущность критериев теплового подобия.

7. Какие критерии относят к определяемым, а какие – к определяющим?

8. Поясните, как вычисляется коэффициент теплоотдачи при вынужденной конвекции в прямых гладких каналах.

9. Поясните, как изменяется коэффициент теплоотдачи на начальном участке канала.

10. Как влияет кривизна канала на коэффициент теплоотдачи?

11. Для чего вводятся понятия "определяющий размер", "определяющая температура"?

12.Как вычисляется эквивалентный диаметр для каналов?

Поиск по сайту: