Файл: Лабораторная работа 32 местная теплоотдача при турбулентном движении воздуха в трубе Студент Артамонов Максим Михайлович.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 40
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 32
«МЕСТНАЯ ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ТУРБУЛЕНТНОМ ДВИЖЕНИИ ВОЗДУХА В ТРУБЕ»
Студент: Артамонов Максим Михайлович
Группа: ТФоз-27-20
Преподаватель: Зеодинов Марат Гарифович
| К работе допущен: | |
| Работа выполнена: | |
| Отчёт принят: | |
Лабораторная работа №32
Обработка результатов измерений
| № п/п | Наименование величины | Обозначение | Формула | № опыта | Координата, x, мм | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||||
| 12,7 | 34 | 68 | 102 | 136 | 204 | 272 | 340 | 425 | 468 | |||||
| ||||||||||||||
| | Внутренний диаметр трубки, мм | d | - | - | 8,5 | |||||||||
| | Длина трубки, мм | l | - | - | 500 | |||||||||
| | Электрическое сопротивление трубки, Ом | R | - | - | 0,022 | |||||||||
| | Напряжение, В | Un |  | №1 | 0,6955 | |||||||||
| №2 | 0,6935 | |||||||||||||
| №3 | 0,690 | |||||||||||||
| | Средняя температура воздуха на входе в участок, ◦C |  | - | - | 22,5 | |||||||||
| ||||||||||||||
| | Средняя температура воздуха на выходе из участка, ◦C |  |  | №1 | 37 | |||||||||
| №2 | 35 | |||||||||||||
| №3 | 33 | |||||||||||||
| | Местная температура стенки, ◦C |  |  | №1 | 37,5 | 42,5 | 45 | 46 | 45 | 48,5 | 51 | 52,5 | 55 | 56 |
| №2 | 35 | 39 | 41 | 42 | 41 | 44,5 | 46 | 48 | 50 | 51 | ||||
| №3 | 33 | 36,5 | 38 | 39 | 38 | 41 | 43 | 44 | 45,5 | 46 | ||||
| | Среднеарифметическая температура стенки, ◦C |  |  | №1 | 47,9 | |||||||||
| №2 | 43,8 | |||||||||||||
| №3 | 40,4 | |||||||||||||
| | Электрическая мощность, Вт | W |  | №1 | 21,99 | |||||||||
| №2 | 21,86 | |||||||||||||
| №3 | 21,64 | |||||||||||||
| | Тепловой поток во внешнюю среду (тепловые потери), Вт | Qпот |   | №1 | 2,03 | |||||||||
| №2 | 1,70 | |||||||||||||
| №3 | 1,43 | |||||||||||||
| | Тепловой поток, Вт | Q |  | №1 | 19,96 | |||||||||
| №2 | 20,16 | |||||||||||||
| №3 | 20,21 | |||||||||||||
| | Местная плотность теплового потока, Вт/м2 |  |  | №1 | 1494,9 | |||||||||
| №2 | 1509,9 | |||||||||||||
| №3 | 1513,7 | |||||||||||||
| | Средняя массовая температура воздуха в сечениях, °C |  |  | №1 | 22,87 | 23,49 | 24,47 | 25,46 | 26,44 | 28,42 | 30,39 | 32,36 | 34,83 | 36,07 |
| №2 | 22,82 | 23,35 | 24,2 | 25,05 | 25,9 | 27,6 | 29,3 | 31 | 33,13 | 34,2 | ||||
| №3 | 22,77 | 23,21 | 23,93 | 24,64 | 25,36 | 26,78 | 28,21 | 29,64 | 31,43 | 32,33 | ||||
| | Местный температурный напор, °C |  |  | №1 | 14,63 | 19,01 | 20,53 | 20,54 | 18,56 | 20,08 | 20,61 | 20,14 | 20,17 | 19,93 |
| №2 | 12,18 | 15,65 | 16,8 | 16,95 | 15,1 | 16,9 | 16,7 | 17 | 16,87 | 16,8 | ||||
| №3 | 10,23 | 13,29 | 14,07 | 14,36 | 12,64 | 14,22 | 14,79 | 14,36 | 14,07 | 13,67 | ||||
| | Местное значение коэффициента теплоотдачи, Вт/(м2К) |  |  | №1 | 102,18 | 78,64 | 72,82 | 72,78 | 80,54 | 74,45 | 72,53 | 74,23 | 74,12 | 75,01 |
| №2 | 123,97 | 96,48 | 89,88 | 89,08 | 99,99 | 89,34 | 90,41 | 88,82 | 89,5 | 89,88 | ||||
| №3 | 147,97 | 113,9 | 107,58 | 105,41 | 119,75 | 106,45 | 102,35 | 105,41 | 107,58 | 110,73 | ||||
| | Средняя температура воздуха по длине, °C |  |  | №1 | 29,75 | |||||||||
| №2 | 28,75 | |||||||||||||
| №3 | 27,75 | |||||||||||||
| | Плотность воздуха, кг/м3 |  | По таблице физических свойств сухого воздуха при температуре | №1 | 1,166 | |||||||||
| №2 | 1,17 | |||||||||||||
| №3 | 1,174 | |||||||||||||
| | Удельная изобарная теплоемкость воздуха, кДж/(кгК) |  | По таблице физических свойств сухого воздуха при температуре | №1 | 1,005 | |||||||||
| №2 | 1,005 | |||||||||||||
| №3 | 1,005 | |||||||||||||
| | Коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(мК) |  | По таблице физических свойств сухого воздуха при температуре | №1 | 2,668⸱10-2 | |||||||||
| №2 | 2,66⸱10-2 | |||||||||||||
| №3 | 2,652⸱10-2 | |||||||||||||
| | Кинематическая вязкость воздуха, м2/с |  | По таблице физических свойств сухого воздуха при температуре | №1 | 15,977⸱10-6 | |||||||||
| №2 | 15,883⸱10-6 | |||||||||||||
| №3 | 15,789⸱10-6 | |||||||||||||
| | Число Прандтля для воздуха |  | По таблице физических свойств сухого воздуха при температуре | №1 | 0,7011 | |||||||||
| №2 | 0,7013 | |||||||||||||
| №3 | 0,7015 | |||||||||||||
| | Средняя скорость воздуха, м/с | w |  | №1 | 20,7 | |||||||||
| №2 | 24,17 | |||||||||||||
| №3 | 28,75 | |||||||||||||
Графическая интерпретация результатов
Построим график функции
| № п/п |  |  | ||
| Опыт №1 | Опыт №2 | Опыт №3 | ||
| 1 | 12,7 | 102,18 | 123,97 | 147,97 |
| 2 | 34 | 78,64 | 96,48 | 113,9 |
| 3 | 68 | 72,82 | 89,88 | 107,58 |
| 4 | 102 | 72,78 | 89,08 | 105,41 |
| 5 | 136 | 80,54 | 99,99 | 119,75 |
| 6 | 204 | 74,45 | 89,34 | 106,45 |
| 7 | 272 | 72,53 | 90,41 | 102,35 |
| 8 | 340 | 74,23 | 88,82 | 105,41 |
| 9 | 425 | 74,12 | 89,5 | 107,58 |
| 10 | 468 | 75,01 | 89,88 | 110,73 |
l н.т.
Длина начального термического участка:
Значение коэффициента теплоотдачи
определяем как среднее арифметическое на участке стабилизационного теплообмена. Результаты расчета при разных значениях скорости w наносим на график 
Построим график функции
| № опыта |  |  |
| 1 | 20,7 | 75,15 |
| 2 | 24,17 | 91,32 |
| 3 | 28,75 | 108,71 |
Определим вид зависимости
Зависимость определяем в виде:
| № опыта | | |  |  |  |  |
| 1 | 20,7 | 75,15 | 23,94 | 11012,7 | 3,176 | 9,307 |
| 2 | 24,17 | 91,32 | 29,18 | 12934,9 | 3,373 | 9,468 |
| 3 | 28,75 | 108,71 | 34,84 | 15477,5 | 3,551 | 9,647 |
Строим график зависимости
Определим эмпирическую формулу для расчета числа Нуссельта в виде
:
Сравним опытные и теоретические значения коэффициентов теплоотдачи
| № опыта |  |  |   |  |  % |
| 1 | 11012,7 | 30,817 | 96,73 | 75,15 | 22,3% |
| 2 | 12934,9 | 35,05 | 109,69 | 91,32 | 16,7% |
| 3 | 15477,5 | 40,461 | 126,24 | 108,71 | 13,9% |
Оценка погрешности измерения для опыта №1
Оценка погрешности измерения для опыта №2
Оценка погрешности измерения для опыта №3
Результаты расчетов представим в виде таблицы:
| № опыта | α, Вт/(м2К) |  |  |  |
| 1 | 75,2 | 0,04 | 3,0 |  |
| 2 | 91,3 | 0,04 | 3,7 |