Порядок проведения опыта

1. Проверить исправность проводки и подключение схемы.

2. Установить положение обогрева на плитке 3 на уровень, указанный преподавателем.

3. Через каждые 5 минут фиксировать на милливольтметре 4 показания термопар 2.

4. Фиксировать температуру на всех трех термопарах до тех пор, пока она не будет постоянной.

5. Установить на ЛАТРе напряжение, указанное преподавателем, включить вентилятор. Скорость движения воздуха w зависит от напряжения U, установленного на ЛАТРе как показано в таблице 3.

Таблица 3 – Зависимость скорости движения воздуха от напряжения ЛАТРа

U, В	W, м/с
	1,5
	2,1
	2,5
	3,0
	4,5
	5,0
	5,5
	5,7
	6,0

6. Через каждые 5 минут фиксировать значения температуры всех трех термопар до тех пор, пока они не станут постоянными.

7. Отключить ЛАТР и электроплитку.

8. Снятые показания представить преподавателю в виде таблицы 4.

Таблица 4 – Результаты проведения эксперимента

Время, минут	Температура, 0С
Окруж. среды	Нагревание	Охлаждение
Внутр.	Центр	Наруж.	Внутр.	Центр	Наруж.

ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

3.1.По данным таблицы 4 строим график нагрева материала и график охлаждения материала. На графике должно быть три линии, соответствующие внутренней поверхности, центру и наружной поверхности.

3.2.Рассчитать критерий Грасгоффа Gr по формуле (12).

3.3.Рассчитать критерий Прандтля Pr по формуле (14).

3.4.Рассчитать критерий Рейнольдса Re по формуле (18).

3.5.Рассчитать критерий Нуссельта Nu по формуле (10).

3.6.Рассчитать плотность теплового потока теплопроводностью q, проходящую через изделие по формуле (7) как для периода нагрева, так и для периода охлаждения.

3.7. Рассчитать коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности при нагреве (свободная конвекция) α_с по формуле (16).

3.8.Рассчитать коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности при охлаждении (вынужденная α_в (по формуле 17) или свободная α_с конвекция). Конвекция различается в зависимости от скорости движения воздуха, если w > 1 м/с, то вынужденная конвекция.

3.9.Рассчитать плотность теплового потока конвекцией при нагревании и охлаждении q_к по формуле (8).

3.10.Рассчитать плотность теплового потока излучением q_изл по формуле (19).

3.11.Рассчитать суммарную плотность теплового потока q_сум по формуле (20).

3.12. Построить график зависимости плотности теплового потока теплопроводностью, конвекцией, тепловым излучением и суммарный в период нагревания.

3.13. Построить график зависимости плотности теплового потока теплопроводностью, конвекцией, тепловым излучением и суммарный в период охлаждения.

3.14. Написать вывод, в котором сравнить тепловые потоки при естественной и вынужденной конвекции.

Контрольные вопросы

1. Что называется стационарным тепловым режимом?

2. Что называется теплопроводностью?

3. Написать дифференциальное уравнение теплопроводности при стационарном тепловом режиме?

4. Написать закон Фурье.

5. Что называется коэффициентом теплопроводности, его размерность, обозначение?

6. От каких факторов зависит коэффициент теплопроводности?

7. Написать формулу для определения теплового потока плоской стенки.

8. Что такое внутреннее тепловое сопротивление?

9. Привести пример теплообменных аппаратов, работающих при стационарном тепловом режиме.

10. Что такое свободная конвекция и чем она обуславливается?

11. Что такое вынужденная конвекция и чем она обуславливается?

12. Закон Ньютона-Рихмана и плотность теплового потока

13. Закон Стефана-Больцмана и плотность теплового потока, переданного излучением.

14. От чего зависят суммарные тепловые потери с поверхности изделий?

Литература

5.1.Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. Учебник [В 2 кн./В.Г.Айнштейн, М.К.Захаров, Г.А.Носов и др.] Под ред. В.Г.Айнштейна -М., Логос, 2003.

5.2 Касаткин Л.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Логос, 2005, 752 с.: ил.

5.3. Вейнский В.В. Процессы и аппараты химической технологии.: Учебное пособие./В.В.Вейнский, А.В.Горохов; МГТУ. – Магнитогорск: МГТУ, 2005. 176 с.: ил.

5.4. Латыпов Р.Ш., Шарафиев Р.Г. Техническая термодинамика и энерготехнология химических производств, - М.: Энергоатомиздат, 1998, 344 с., ил.

5.5.Чечеткин А.В.,Занемонец Н.А. Теплотехника.-М.:Высшая школа, 1986, 344 с., ил.

5.6. Лариков Н.Н. Теплотехника –М.: Стройиздат, 1985.-432 с., ил.

5.7. Баскаков А.П., Берг Б.В., Витт О.К. и др. Теплотехника.- М.: Энергоатомиздат, 1991, 432 с.

5.8. Бродянский В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа. -М.:Энергия, 1973, 246 с.

6. Кудинов В.А. Техническая термодинамика. – М.: Высшая школа, 2001, 260 с.