Обработка экспериментальных данных

1. Определяется тепловой поток Q по формуле

(17)

где электрическое сопротивление рабочего участка R_э = 0,0344 Ом;

U – измеренное напряжение;

[Q] = 1 Вт.

2. Подсчитывается массовый расход воздуха G, [G] = 1 кг/с

(18)

где DH - динамический напор, измеряемый трубкой Пито, [DH] = 1 Па.

- плотность воздуха на выходе;

В – барометрическое давление, в паскалях (1 мм рт.ст. =133 Па);

DR - измеренное падение давления на рабочем участке в паскалях;

R = 287 Дж/ (кг К) – газовая постоянная воздуха;

m = 0,63 – коэффициент, полученный тарировкой;

d = 8,5 10³ м - внутренний диаметр трубки.

3. Определяется средняя температура воздуха

(19)

4. Рассчитывается средняя плотность воздуха

(20)

5. Определяется число Рейнольдса и средняя скорость W на участке нагрева

где n_¦ - кинематическая вязкость при температуре t_¦ (см. приложение 1)

6. Вычисляются значения температурного напора Dt_і в сечениях трубки с координатами Х_і (таблица 1):

(21)

7. Определяются локальные значения коэффициента теплоотдачи a_і, [a]= 1 Вт/(м²К)

(22)

где Q_п – потери тепла с наружной поверхности трубки:

К = 0,18 – коэффициент, определенный опытным путем,

= 0,1 - средняя температура стенки,

l = 0,72 м – длина обогреваемого участка трубы.

По полученным значениям a_і строится график a=¦(C) и определяется коєффициент теплоотдачи a_оси на основном участке.

8. Определяются среднее значение и критерий Нуссельта по опытным данным Nu_¦:

(23)

Крайние значения a₁ и a₁₀ исключаются ввиду влияния утечек тепла с торцов рабочего участка. Значения L_і приведены в таблице 1.

(24)

Теплопроводность воздуха l_¦ приведена в приложении 1.

9. Определяются расчетные значения Nu_¦ по критериальным зависимостям (15) или (16).

10. По данным опыта рассчитывается коэффициент гидравлического сопротивления

(25)

где DR_тр = DR-DR_у= DR-W²r_¦ (26) – падение давления за счет трения;

DR_у – потеря давления на ускорение потока.

11. Полученное значение коэффициента гидравлического сопротивления сопоставляется с расчетным по формуле Блазиуса:

(27)

12. Рассчитывается критерий Нуссельта по формуле, полученной на основе гидродинамической теории теплообмена:

(28)

Рассчитанные величины Nu_¦расч и сопоставляются с полученным в эксперименте Nu_¦.

Результаты расчетов записываются в протокол (табл.3).

Таблица 3 – Результаты обработки опытных данных.

№ реж.

Q, Вт

, кг/м3

G, кг/с

t¦, 0С

r¦, кг/м3

Dt1

Dt2

Dt3

Dt4

Dt5

Dt6

Dt7

Dt8

Dt9

Dt10

Dt10

a1

a2

a3

a4

a5

a6

a7

a8

a9

a10

a10

0C/(Вт/(м2 К))

, 0С	, Вт/(м2 К)	Nu¦, -	Nu¦расч -	x -	xрасч -