Теоретические основы. 1) Углубление знаний по конвективному теплообмену

Лабораторная работа № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ ВЫНУЖДЕННОМ ДВИЖЕНИИ ВОЗДУХА В КРУГЛОЙ ТРУБЕ

Цель работы:

1) Углубление знаний по конвективному теплообмену.

2) Ознакомление с методикой определения коэффициента т отдачи при вынужденном движении воздуха в трубах.

3) определение коэффициента теплоотдачи при различных ско­ростях воздушного потока.

4) обработка результатов опытов методом теории подобия.

Теоретические основы

Коэффициент теплоотдачи α вычисляется из уравнения Ньютона-Рихмана, зависит от формы и размеров тела, физических параметров жидкости, температуры и скорости движения жидкости и от природы возникновения движения жидкости.

В работе исследуется теплоотдача при вынужденном движении воздуха и влияние скорости движения на теплоотдачу.

Вынужденное движение рассматриваемого объема жидкости проис­ходит под действием внешних поверхностных сил, приложенных на его границах, за счет предварительно сообщенной кинетической энергии (в данном случае за счет работы вентилятора).

Рио.5.1. Схема установки

Исследование теплоотдачи при вынужденном движении воздуха проводится на горизонтально расположенной медной трубе 2 с внут­ренним диаметром d ₁=24 мм и длиной рабочей части l - 700 мм (рис.5.1). Опытная труба имеет плавный вход (конфузор 1). Рабочийучасток трубы обогревается паром, образующимся в "паровой рубаш­ке" 3. Нагрев воды в "паровой рубашке" осуществляется электронагревателем 13, расположенным в нижней части кожуха. Регулирова­ние тока осуществляется лабораторным автотрансформатором 12. Уро­вень воды в кожухе определяется по водоуказательному стеклу 5. Избыточное давление в кожухе намеряется водяным манометром 4.

Температура воздуха на входе и выходе из рабочего участка трубы определяется гипертермопарами 9, подключенными к потенцио­метру 11.

Для определения скорости воздушного потока в координатнике установлена пневмометрическая трубка полного напора 8, подсоеди­ненная к микрометру 7. Для измерения потери напора в трубе имеются 2 статических отверстия. Потеря напора измеряется микромано­метром 6.

Вынужденное движение воздуха создается отсасывающим венти­лятором 10. Изменение расхода воздуха осуществляется изменением режима работы вентилятора.