Обработка результатов измерений. 1) Атмосферное давление рассчитывается с учетом температурного расширения столбика ртути барометра по уравнению

1) Атмосферное давление рассчитывается с учетом температурного расширения столбика ртути барометра по уравнению, Па:

. (83)

2) Температурный напор (разность температуры струны и окружающей среды) вычисляется по эмпирической формуле в зависимости от удлинения струны, °С:

, (84)

где – удлинение струны, мм.

3) Средняя температура струны, °С,

. (85)

4) Мощность теплового потока, выделенная при прохождении электри-ческого тока по струне, Вт,

. (86)

5) Мощность теплового потока, проходящего через поверхность струны в окружающую среду за счет теплового излучения, определяется по закону Стефана-Больц-мана, Вт:

, (87)

где e = 0,64 – 0,76 – степень черноты нихромовой проволоки;

С₀ = 5,67 Вт/(м² ×К⁴) – коэффициент излучения абсолютного черного тела.

6) Мощность теплового потока, проходящего через поверхность струны в окружающую среду за счет свободной конвекции, Вт,

. (88)

7) Коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²×К),

. (89)

8) Теплофизические свойства воздуха (окружающей среды) при определяющей температуре t_опр = t_окр:

плотность, кг/м³,

, (90)

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

коэффициент объемного расширения, 1/К,

; (91)

коэффициент теплопроводности, Вт/(м×К),

; (92)

коэффициент кинематической вязкости, м²/с,

; (93)

коэффициент температуропроводности, м²/с,

, (94)

где с_р = 1006 Дж/(кг×К) – теплоемкость воздуха.

9) Критерий Нуссельта

. (95)

10) Критерий Грасгофа

. (96)

11) Критерий Прандтля

. (97)

Результаты расчетов записываются табл. 11.

Таблица 11

Результаты расчетов

Измеряемая величина	Обозна-чение	Единица измерения	Номер опыта
Температурный напор (разность температуры струны и окружающей среды)		°С
Средняя температура струны	tст	°С
Количество тепла, выделенного электрическим током	Qэ	Вт
Количество тепла, отданного излучением	Qи	Вт
Количество тепла, отданного конвекцией	Q	Вт
Коэффициент теплоотдачи	a	Вт/(м2×К)
Коэффициент объемного расширения воздуха	b	1/К
Теплоемкость воздуха	ср	Дж/(кг×К)
Коэффициент теплопроводности воздуха	l	Вт/(м×К)
Плотность воздуха	r	кг/м3
Коэффициент температуропро-водности воздуха	a	м2/с
Коэффициент кинематической вязкости воздуха	u	м2/с
Критерий Нуссельта	Nu	–
Критерий Грасгофа	Gr	–
Критерий Прандтля	Pr	–

Контрольные вопросы

1) Каков физический смысл и размерность коэффициента теплоотдачи?

2) Что такое «определяющая температура» и «определяющий размер»?

3) Для чего и как составляются критериальные уравнения?

Лабораторная работа 6

ПРОЦЕССЫ ТЕПЛООБМЕНА на горизонтальном трубопроводе

Цель работы: изучить процессы теплообмена при свободной и вы-нужденной конвекции на горизонтальном трубопроводе, экспериментально определить коэффициенты теплоотдачи и сравнить их с вычисленными по критериальным уравнениям.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: