4. Обработка результатов эксперимента

На основании данных эксперимента производится расчет в следующем порядке.

1. Количество теплоты, переданной от поверхности трубы к воздуху путем конвекции и излучения,

Q=J·V. (13)

2. Количество теплоты, переданной лучеиспусканием,

, (14)

где ε = 0,8 – степень черноты поверхности трубы; с_о= 5,67 – коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, Вт/(м²·К⁴), Т_ст, Т_ж - соответственно абсолютные температуры поверхности трубы и окружающего воздуха, К.

3. Количество теплоты, переданной расчетным участком трубы путем конвекции Q_к=Q–Q_л.

4. Средний коэффициент теплоотдачи конвекцией вычисляется по уравнению (12).

5. Для распространения полученных результатов на другие подобные процессы необходимо расчетные данные обобщить и представить их в виде критериального уравнения, которое описывает процесс конвективного теплообмена для случая свободного движения воздуха около трубы

.

Результаты обработки экспериментальных данныъ и критерии подобия для каждого температурного режима заносятся в протокол 2.

Физические параметры воздуха , υ, а,Pr, входящие в критерий подобия, берутся из таблицы 1 по температуре окружающего воздухаt_ж.

Протокол 2. Результаты обработки опытных данных

Полное количество тепла Q, Вт	Количество тепла, переданное конвекцией Qk, Вт	Количество тепла, переданное лучеиспусканием Qл, Вт	Средний коэффициент теплоотдачи , Вт/м^2·К	Критерий Нуссельта Nuж	lgNuж	Критерий Грасгофа Grж	lgGrж	с	n

6. Для определения с и nпрологарифмируем зависимостьNu_ж=c·

lgNu_ж =lgc+n·lgGr_ж (15)

и построим в логарифмической системе координат график зависимости

lgNu_ж =f(lgGr) в виде прямой линии (рис.4).

Значение показателя степени определяется как тангенс угла наклона прямой к оси абцисс, то есть

. (16)

Постоянная «с» находится из соотношения . (17)

Полученное значение с и nследует сопоставить с значениями аналогичных коэффициентов зависимостииз учебника [1], С.201-208.

7. Относительная ошибка в определении среднего коэффициента теплоотдачи равна

, (18)

где через обозначены абсолютные ошибки измерения отдельных величин, входящих в уравнение (12).

Таблица 1

Физические параметры сухого воздуха

tж, ^0С	, кг/м^3	·10^2, Вт/(м·К)	d·10^6, м^2/с	υ·10^6, м^2/с	Pr
10	1,247	2,51	17,6	14,16	0,705
20	1,205	2,59	18,1	15,06	0,703
30	1,165	2,67	18,6	16,00	0,701
40	1,128	2,76	19,1	16,96	0,699
50	1,093	2,83	19,6	17,95	0,698
60	1,060	2,90	20,1	18,97	0,696
70	1,029	2,96	20,6	20,02	0,694