Рекомендации по обработке экспериментальных данных

 

1. Рассчитать экспериментальное значение коэффициента теплоотдачи по формуле (2.1.2).

Тепловой поток от поверхности трубы к воздуху определяется по формуле (2.1.5) с учётом того, что электрическое сопротивление теплоотдающего элемента равно 0,042 Ом.

 

Средняя по длине цилиндра температура поверхности определяется по формуле (2.1.4). Для численного интегрирования может быть использовано соотношение:

 

,

(2.1.6)

где L = 780 мм - расстояние между крайними точками замера температур;

Т ₁… Т ₁₂ - температуры в локальных точках цилиндра;

l_i - расстояние между соседними локальными точками измерения температуры; на лабораторной установке l ₁ = l ₁₁ =

= 40 мм; l ₂ = l ₃ = l ₉ = l ₁₀ = 50 мм; l ₄ = l ₅ = l ₆ = l ₇ = l ₈ = 100 мм.

 

2. Полученное экспериментально значение коэффициента теплоотдачи сравнивается со значением, рассчитанным по эмпирическим формулам:

2.1: по приближенной формуле Линчевского:

 

aрасч, 1 = 9,74 + 0,07× (T ст - T G).

(2.1.7)

 

2.2: по соотношению, учитывающему, что отдача теплоты от поверхности цилиндра к воздуху осуществляется одновременно конвективным теплопереносом и излучением, то есть:

 

aрасч, 2 = aк + aл ,

(2.1.8)

 

где a_к и a_л - соответственно конвективная и лучистая составляющие общего (сложного) коэффициента теплоотдачи.

 

Конвективная составляющая находится с использованием критериального уравнения конвективного теплообмена, а именно:

▫ в условиях свободного движения снаружи горизонтальной трубы диаметром d при 10³ < Ra < 10⁹

 

,

(2.1.9)

 

где – критерий Нуссельта;

– критерий Рэлея;

– критерий Прандтля.

В указанных критериях теплового подобия физические свойства среды (r – плотность, m – динамическая вязкость, с_р – удельная теплоёмкость, l – теплопроводность, b – коэффициент объёмного температурного расширения) определяются при её температуре вдалеке от тела.

Для воздуха при атмосферном давлении b = 1/ Т [К^–1].

Следует учесть, что для газов (Pr/Pr_ст)^0,25 = 1.

 

Лучистая составляющая рассчитывается по формуле:

 

aл = ,

(2.1.10)

 

где - тепловой поток лучистой энергии, вычисляемый по формуле:

 

,

(2.1.11)

 

где Т _ст и Т _G - абсолютные (термодинамические) температуры соответственно стенки и газа;

e = 0,7 - степень черноты поверхности излучающего тела.

 

Проанализировать полученные значения экспериментального и рассчитанного по эмпирическим формулам коэффициента теплоотдачи; сделать соответствующее заключение.