ВЫПОЛНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКА ОПЫТНЫХ ДАННЫХ

    Опыт проводят на трёх стационарных температурных режимах.

Результаты замеров и расчётов заносят в таблицу 2.

    Таблица 2

     W – электрическая нагрузка нагревателя, Вт.

Средние температуры поверхностей определяют:

     tˈ_ст = 0.5 ( t₁ + t₃ ), ℃    ( 3 )                   tˈˈ_ст = 0.5 ( t₅ + t₇ ), ℃   ( 4 )

Суммарные коэффициенты теплоотдачи находят по формулам:

                   αˡ = , ( 5 );                  αˡˡ = ,                  ( 6 )

     где    Q = 0.5 W – величина теплового потока, Вт

Δtˡ = t_стˡ - t_в,                        Δtˡˡ = t_стˡˡ - t_в.

                                   Fˡи Fˡˡ - величина боковой поверхности цилиндров, м²:

F=πdl/2

Коэффициенты теплоотдачи конвекцией могут быть найдены из соотношений:

αˡ_к = αˡ – αˡ_л, ( 7 )               αˡˡ_к = αˡˡ – αˡˡ_л,     ( 8 )

     где    αˡ_ли αˡˡ_л –коэффициенты теплоотдачиизлучением с поверхностей Fˡ и Fˡˡ, которые определяются:

αˡ_л = ,  ( 9 )     αˈˈ_л = , ( 10 )

     ε = 0.2 – степень черноты поверхности.

     C₀ = 5.67 Вт / м²К – коэффициент излучения абсолютно чёрного тела.

Полученные результаты опыта представляются в виде графика зависимости α_к = f( Δt), а также в виде критериального уравнения:

                   Nu_в,d = C( Gr · Pr )ⁿ_в,d,                                                  ( 11 )

     где    Nu_в,d =  -критерий Нуссельта,

  Gr · Pr =  -произведение критериев теплового подобия

                                          Грасгофа и Прандтля,

     λ_в, ν_в –теплопроводность и кинематическая вязкость воздуха при температуре t_в (из таблиц),

     β_в =  - коэффициент объёмного расширения воздуха.

Критерий Pr берут из таблиц при t_в.

По полученным результатам необходимо определить численные значения константы “ С ” и показателя “ n ”, проведя аппроксимацию опытных точек в системе координат

Nu_в,d = f( Gr · Pr )_в,d.

Исходные данные для лабораторной работы:

При температуре 20ºС: критерий Прандтля Pr=0,703; теплопроводность воздуха λ_в=2,593·10^-2 Вт / мК; кинематическая вязкость воздуха ν_в=15,06·10^-6 м²/с.

Рисунок 4 – Графическая аппроксимация опытных данных