УДК 621.1.016.7ББК 31.31 © Марийский государственный технический университет, 2008 ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ……….…………................................................................5 Введение ……………………………........................................................6
1. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ …..........................................................7 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ФТОРОПЛАСТА …………………………………………………………..9 2.1. Основные понятия……………..……………...................................9 2.2. Коэффициент теплопроводности……………………………….. 10 2.3. Уравнение Фурье для плоской стенки………………………….. 11 2.4. Уравнение Фурье для цилиндрической стенки............................ 13 2.5. Устройство и принцип действия и лабораторной установки..... 15 2.6. Порядок выполнения работы………………………………….. 16 2.7. Обработка результатов эксперимента…………………………... 16 Контрольные вопросы……………………...………………………... 19
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ВОЗДУХА................. 19 3.1. Сущность метода нагретой проволоки…………………………. 19 3.2. Устройство и принцип действия лабораторной установки......... 21 3.3. Порядок выполнения работы……………………………….........22 3.4. Обработка результатов эксперимента……..………………….…24 Контрольные вопросы……………………...….…………………….. 24
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ СВОБОДНОЙ 4.1. Основные понятия…………..…………….....................................25 4.2. Устройство и принцип действия лабораторной установки......... 29 4.3. Порядок выполнения работы………...…………………………...31 4.4. Обработка результатов эксперимента………............................... 33 Контрольные вопросы…………………...…….. …………………….37
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ ВЫНУЖДЕННОЙ 5.1. Основные понятия……………………….………………………. 38 5.2. Теплоотдача при течении жидкостей в трубах............................ 39 5.3. Устройство и принцип действия лабораторной установки…… 43 5.4. Порядок выполнения работы……….…………………………... 44 5.5. Обработка результатов эксперимента.………………………….. 45 Контрольные вопросы…………………...……....................................47
6. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ …………….......48 6.1. Основные понятия……………..………………………………… 48 6.2. Законы теплового излучения………..…………………………… 50 6.3. Теплообмен излучением между телами..……………………….. 51 6.4. Теплопоглощательные экраны…………..…................................ 53 6.5. Теплообмен излучением в топке котла……................................. 54 6.6. Устройство и принцип действия лабораторной установки....... 55 6.7. Порядок выполнения работы………………................................. 56 6.8. Обработка результатов эксперимента………............................... 57 Контрольные вопросы…………………...………………………… 59
7. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕННИКА 7.1. Основные понятия……………………………………………….. 60 7.2. Тепловой баланс теплообменника………………………………. 63 7.3. Уравнение теплопередачи………………………………………. 63 7.4. Устройство и принцип действия лабораторной установки……. 67 7.5. Порядок выполнения работы……………………………………. 69 7.6. Обработка результатов эксперимента…………………………... 70 Контрольные вопросы………………...……………………………. 76
Заключение …………………………….….……........................................76 Библиографический список …………………...……………………….. 77
Приложения …………………………..…………….……………………..78
ПРЕДИСЛОВИЕ
В условиях современной научно-технической революции в связи с повышением требований к энергетической эффективности тепловых и атомных электростанций, отопительно-производственных котельных, тепловых двигателей, холодильных установок и тепловых насосов значение теплопередачи, равно как и других теплотехнических дисциплин, непрерывно возрастает. Инженер-теплоэнергетик должен иметь не только фундаментальную теоретическую подготовку, но и обладать достаточными знаниями в области инженерных методов расчета и экспериментального исследования процессов теплообмена, которые необходимы для последующего изучения специальных дисциплин. Лабораторный практикум призван помочь студентам в приобретении практических навыков экспериментальных исследований процессов теплообмена, усвоении методов математического и физического моделирования тепловых явлений. Он предназначен для выполнения лабораторных работ студентами энергетических специальностей 140104.65 – «Промышленная теплоэнергетика», 140211.65 – «Электроснабжение предприятий» и ряда других специальностей, изучающих курсы «Теплотехника» и «Общая энергетика». В практикум включены работы по исследованию теплопроводности, свободной и вынужденной конвекции, теплового излучения и теплообменных аппаратов в стационарных режимах. Помимо описаний лабораторных работ и методик их выполнения, приведены общие сведения по теплопередаче, основным процессам теплообмена, теории подобия и математического моделирования. Рассматриваются передача теплоты теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением, теплопередача через цилиндрические стенки в теплообменных аппаратах (в стационарном режиме). Выполняя лабораторные работы, студенты знакомятся с методами и средствами измерения коэффициентов теплопроводности, теплоотдачи, теплового излучения и теплопередачи. Исследуют зависимости этих коэффициентов от параметров теплоносителей, их свойств, режимов течения жидкостей, схем движения теплоносителей и т.д. Правила техники безопасности, которые необходимо соблюдать при выполнении лабораторных работ, представлены в приложении. Исследуются коэффициенты: теплопроводности фторопласта и воздуха, теплоотдачи горизонтальной трубы при свободном движении воздуха, теплоотдачи при вынужденном движении воздуха в тонкостенной трубке, излучения (степени черноты) стали. Коэффициент теплопередачи на лабораторных занятиях определяется экспериментальным и расчетным путем применительно к теплообменному аппарату «труба в трубе» с прямоточным и противоточным движением воды и воздуха. В соответствии с требованиями учебных планов на выпускающей кафедре МарГТУ «Энергообеспечение предприятий» создана новая учебная лаборатория теплопередачи, оснащенная стандартным учебным оборудованием, выпускаемым объединением «Росучприбор» и рекомендованным для использования в высших учебных заведениях Министерства образования и науки Российской Федерации. Практикум рассчитан на 17 часов аудиторных занятий и 17 часов самостоятельной работы студентов.
|
