- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Институт холода и биотехнологий
- •Лабораторный практикум по теплопередаче Часть I Учебное пособие
- •Санкт-Петербург
- •Предисловие
- •Правила выполнения студентами экспериментальных работ в лаборатории теплопередачи кафедры тотхт
- •Правила техники безопасности для студентов при работе в учебной лаборатории Общие правила
- •Правила работы на установках, находящихся под избыточным давлением
- •Правила работы на установках с электропитанием
- •Измерительные приборы и методы измерений температуры, давления, тепловых потоков и расхода сред Измерение температуры
- •1. Стеклянные жидкостные термометры
- •2. Термопары
- •Измерение давления
- •Методы определения тепловых потоков
- •Измерение расхода жидкости
- •Лабораторная работа № 1
- •Определение коэффициента теплопроводности
- •Воздуха методом нагретой проволоки
- •Задание
- •Теоретические предпосылки экспериментального метода
- •Устройство экспериментальной установки
- •Основные параметры установки
- •Выполнение работы
- •Протокол наблюдений
- •Обработка результатов измерений
- •Итоговая таблица
- •Отчет о лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 2
- •Определение коэффициента теплопроводности
- •Твердых тел методом цилиндрического слоя
- •Задание
- •Теоретические предпосылки экспериментального метода
- •Устройство экспериментальной установки
- •Основные параметры установки
- •Выполнение работы
- •Протокол наблюдений
- •Обработка результатов эксперимента
- •Итоговая таблица
- •Отчет о лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 3 определение коэффициента теплопроводности теплоизоляционного материала методом цилиндра Задание
- •Теоретические предпосылки экспериментального метода
- •Устройство экспериментальной установки
- •Выполнение работы
- •Протокол наблюдений
- •Обработка результатов измерений
- •Отчет о лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 4
- •Определение коэффициента теплопроводности
- •Материалов методом шара
- •Задание
- •Теоретические предпосылки экспериментального метода
- •Устройство экспериментальной установки
- •Выполнение работ
- •Протокол наблюдений
- •Обработка результатов измерений
- •Отчет о лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 5 определение коэффициента теплоотдачи от наружной поверхности трубы к воздуху при свободной конвекции Задание
- •Теоретические предпосылки экспериментального метода
- •Устройство экспериментальной установки
- •Выполнение работы
- •Протокол наблюдений
- •Обработка результатов опыта
- •Отчет о лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 6 определение коэффициента теплоотдачи от вертикальной плоской нагретой пластины при свободной конвекции воздуха Задание
- •Теоретические предпосылки экспериментального метода
- •Устройство экспериментального стенда
- •Выполнение работ
- •Протокол наблюдений
- •Обработка результатов измерений
- •Отчет о лабораторной работе
- •Список литературы
- •Приложение
- •Теплофизические свойства сухого воздуха
- •Свойства некоторых теплоизоляционных материалов
- •Содержание
- •Часть I Учебное пособие 2
- •Часть I Учебное пособие 59
- •Институт холода и биотехнологий
- •Лабораторный практикум по теплопередаче Часть I Учебное пособие
Обработка результатов измерений
Студент последовательно проводит:
1) усреднение измеренных значений температуры , падения напряжения Uн и U0;
2) определение силы тока в цепи вольфрамовой проволоки:
, (2)
где U0 – падение напряжения на образцовом сопротивлении Ом, В;
3) определение значения теплового потока Q, выделяемого вольфрамовой проволокой:
, (3)
где – падение напряжения на вольфрамовой проволоке, В;
4) определение температуры вольфрамовой проволоки. Важно уяснить, что проволока является не только нагревателем, но и выполняет роль термометра сопротивления (для определения ее температуры). Сопротивление проволоки находят по формуле
. (4)
Зависимость сопротивления вольфрамовой проволоки от температуры выражается уравнением
Rн = R0п (1 + α tн), (5)
где сопротивление проволоки при температуре , Ом; сопротивление проволоки при температуре 22,2 С, Ом; температурный коэффициент материала проволоки – вольфрама, = 4,2 10–3 1/К.
С учетом уравнения (5) температура вольфрамовой проволоки t1 определяется как
tп = t1 = 22,2 + ; (6)
5) вычисление экспериментального значения коэффициента теплопроводности воздуха. В связи с незначительной толщиной стенки и, как следствие, малым термическим сопротивлением стенки стеклянной трубки полагают, что температура стенки трубки постоянна и равна температуре воды в термостате. Согласно формуле (1), коэффициент теплопроводности воздуха
экс = ; (7)
6) определение температуры отнесения найденного значения коэффициента экс воздуха:
. (8)
7) сопоставление экспериментального значения коэффициента теплопроводности воздуха экс с имеющимся в литературе табличным значением таб (c учетом температуры отнесения) по формуле
. (9)
Значения коэффициентов теплопроводности сухого воздуха таб при разных значениях температуры приведены в приложении.
Результаты расчетов должны быть сведены в итоговую таблицу (табл. 2).
Таблица 2
Итоговая таблица
Iп, А |
Q, Вт |
Rн, Ом |
tп, С |
tотн, С |
экс, Вт/(мК) |
таб, Вт/(мК) |
, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|