Відомо, що коефіцієнт тепловіддачі при вільній конвенції залежить від багатьох факторів, в тому числі від способу орієнтації тепловіддачі об’єкту в простір.
Метою даної лабораторії роботи є установлення залежності коефіцієнту вільної тепловіддачі від кута нахилу нагрітої труби, розташованої в атмосфері повітря.
Короткі теоретичні положення
Визначення величини теплового потоку, названого конвективним теплообміном, розраховується по формулі
де α – коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м2 К);
F – площа тепловипромінюючої поверхні, м2;
∆Т – температурний напір, К.
Формула (4.1) є математичним виразом гіпотези про пропорціональність теплового потоку температурному напору. Складність використання цієї простої на вигляд формули для практичних розрахунків полягає в труднощах визначення точного значення коефіцієнту тепловіддачі α, який залежить від значного числа факторів.
Основним способом визначення коефіцієнта тепловіддачі є експеримент. В цій лабораторній роботі використовується один із найбільше простих способів визначення інтегрального значення коефіцієнта тепловіддачі, суть якого полягає в наступному. Всередині тонкостінної високотеплопровідної туби знаходиться електричний нагрівач, який має визначену теплову потужність Q. Після вмикання в мережу нагрівача домагаються стаціонарного температурного поля системи. Вимірявши температуру поверхні труби Т1 і навколишнього повітря Т2, визначаємо коефіцієнт тепловіддачі по співвідношенню
Опис дослідної установки
Дослідна установка складається із наступних частин:
1 – 7 – термопари, які слугують для виміряння температури поверхні труби;
8 – тонкостінна алюмінієва труба (діаметр Д = 0,070 м, робоча довжина ℓ = 1,750 м);
9 – електричний нагрівач;
10 – вимикач;
11 – мілівольтметр (градуіровка ХА);
12 – лічильник електроенергії;
13 – перемикач термопар;
14 – автотрансформатор.
Порядок виконання роботи
Ø встановлюють дослідну трубу в горизонтальне положення;
Ø вимикачем 10 подається електроенергія на нагрівач;
Ø по досягненню стаціонарного теплового стану нагрітої труби (стан, коли температура її поверхні остається сталою) мілівольтметром 13 визначають температуру в 7 точках поверхні труби (термопари 1 – 7);
Ø визначають витрату електроенергії протягом 10 – 12 хв. (по