Проведение и обработка результатов опытов

Установить исследуе­мую пластину. Для лучшего теплового контакта нанести по 2 капли глицерина на поверхности печи и радиатора и по 1 капле – на плас­тину в месте контакта с гайкой. Подключить ИСТ-4. При включении сетевого питания ИСТ-4 автоматически включается венти­лятор под радиатором модуля. Включить нагреватель. Установить мощность: для алюминиевого стержня – 14-16 Вт, для латунного и стального – 8-10 Вт. Следите за показаниями датчика T₁ . При подходе температуры Т₁ к заданной для опыта застабилизируйте температуру регулятором "ТЕМПЕРАТУРА" (добейтесь свечения двух индикаторов, зеленого и красного). Снимая значения t₁ и t₂ через 1-3 минуты, дождитесь стабилизации t₂ (рост t₂ не более 0,2 градуса в минуту; это произойдет через 10-20 минут). Определите установившееся значение ∆t = t₁ - t₂ и мощности нагрева W. Замените пластину на шайбу, термостатируйте печь при темпе­ратуре t₁^*, близкой к установившемуся значению t₁, и определите мощность потерь W^*. Зная расстояние (δ = 65 мм) между датчиками и площадь F попе­речного сечения пластины, определите теплопроводность материала:

λ=(W – W^*)δ/(F(t₁-t₂)) (8)

Результаты опытов заносятся в таблицу.

Таблица

Результаты опытов

τ, мин.,сек	t1, ОС	t2, ОС	I, А	U, В	W, Вт	λ, Вт/(м К)

Мощность потерь теплоты в окружающую среду:

t₁^*= ^ОС; I = А; U= В; W^*= Вт.

Лабораторная работа №7 Определение коэффициента теплопередачи

Цель работы – экспериментальное определение коэффициента теплопередачи теплообменного аппарата.

Общие положения

Тепловой расчёт теплообменных аппаратов основывается на уравнениях теплопередачи и теплового баланса. В уравнении теплопередачи

Q = k^.F^.∆t_ср

где F – поверхность теплопередачи, м²; ∆t_ср- средний логарифмический температурный напор, К

∆t_ср=(∆t_бол-∆t_мен)/ℓn(∆t_бол/∆t_мен),

где ∆t_бол и ∆t_мен большая и меньшая разница в температурах теплоносителей (греющего и нагреваемого) на входе и выходе из теплообменного аппарата, К.

Величина k называется коэффициентом теплопередачи и представляет собой плотность теплового потока, проходящего от более нагретой среды к менее нагретой через 1 м² поверхности стенки при разнице температур между средами 1К. Величина, обратная коэффициенту теплопередачи, называется термическим сопротивлением теплопередаче и обозначается R, м^2.К/Вт.

Согласно определению k и R, имеем

В последней формуле α₁ и α₂ – коэффициенты теплоотдачи от греющей и нагреваемой среды в теплообменном аппарате, Вт/(м^2.К);

δ – толщина стенки поверхности теплопередачи, м; λ – коэффициент теплопроводности стенки, Вт/(м^.К).

В уравнении теплового баланса для теплообменного аппарата

Q = c₁^.G₁ (t₁’ – t₁”) = c₂^.G₂ (t₂”– t₂’)

где c₁ и с₂ – удельные массовые теплоёмкости теплоносителей, Дж/(кг^.К); G₁ и G₂ – массовые расходы теплоносителей, кг/с; t₁”, t₁’ и t₂”, t₂’ – температуры теплоносителей на выходе и входе в теплообменный аппарат.