Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Обработка результатов измерений

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

1) Атмосферное давление вычисляется с учетом температурного расширения столбика ртути барометра по формуле, Па:

. (107)

2) Перепад давления воздуха в воздухомере, Па,

, (108)

где = 1000 кг/м³– плотность воды в U-образном вакуумметре.

Таблица 12

Протокол наблюдений

Измеряемая величина	Обозна- чение	Единица измерения	Номер опыта

Температура воздуха при входе в трубу (сечение I – I)	t₁	°С
Температура воздуха при выходе из трубы (сечение II – II)	t₂	°С
Температура трубы	t_тр	°С
Разряжение вакуумметра (горло воздухомера)	Н	мм вод. ст.
Напор пьезометра (после компрессора)	Н_н	мм вод. ст.
Напряжение и сила тока, потребляемого на нагрев трубы	U_н	В
I_н	А
Барометрическое давление	В	мбар
Температура окружающей среды	t_окр	°С

3) Плотность воздуха по состоянию в «горле» воздухомера, кг/м³,

. (109)

4) Расход воздуха, кг/с,

. (110)

5) Абсолютное давление в сечении I – I, Па,

, (111)

где Н_н – напор пьезометра (после компрессора).

6) Плотность воздуха по состоянию на входе в горизонтальную тру- бу, кг/м³,

, (112)

где t₁ – температура воздуха при входе в трубу (сечение I – I), °С.

7) Плотность воздуха по состоянию на выходе из горизонтальной трубы, кг/м³,

, (113)

где t₂ – температура воздуха на выходе из трубы (сечение II – II), °С.

8) Значение энтальпии воздуха в сечениях I и II определяется по общему уравнению, кДж/кг,

h_j = c_p t_j, (114)

где с_р= 1,006 кДж/(кг×К) – теплоемкость воздуха при постоянном давлении;

t_j – температура в рассматриваемом сечении, °С;

j – индекс рассматриваемого сечения (I – I, II – II).

9) Средняя скорость потока в сечениях I – I и II – II определяется по общему уравнению, м/с:

, (115)

где F = 0,00135 м²– площадь проходного сечения для потока воздуха, одинаковая для сечения I – I и II – II;

– плотность воздуха в рассматриваемом сечении, кг/м³.

10) Мощность теплового потока, переданного естественной конвекцией от наружной поверхности трубы, Вт,

. (116)

11) Мощность теплового потока, выделенная на участке от сечения I – I до сечения II – II находится по показаниям вольтметра и амперметра, Вт:

, (117)

где I_н – сила тока, потребляемая на нагрев трубы, А;

U_н – напряжение, подаваемое на нагрев трубы, В.

12) Расчетные значения коэффициента теплообмена для вынужденной конвекции находим с учетом уравнения (104) или (105) по формуле, Вт/(м²×К):

. (118)

При вычислении критериев подобия и коэффициента теплоотдачи по формуле (118) все теплофизические свойства воздуха рассчитывается по определяющей температуре – средней температуре потока в трубе, равной ; определяющим размером в формулах является внутренний диаметр d_вн трубы, равный 0,0415 м.

13) Расчетное значение коэффициента теплообмена для свободной конвекции вычисляется по выражению, Вт/(м²×К):

. (119)

При вычислении критериев подобия и коэффициента теплоотдачи по формуле (119) все теплофизические свойства воздуха находятся по определяющей температуре – средней температуре потока , окружающего трубу, равной ; определяющим размером в формулах является наружный диаметр трубы d_нар, равный 0,0455 м.

14) Изменение энтальпии воздуха по потоку в системе, Дж/кг,

. (120)

15) Изменение кинетической энергии потока воздуха в трубе, Дж/кг,

. (121)

16) Интерполяционные формулы для расчета теплофизических свойств сухого воздуха в зависимости от температуры:

теплопроводность, Вт/(м×К), –

; (122)

кинематическая вязкость, м²/с, –

; (123)

критерий Прандтля Pr –

. (124)

Результаты расчетов записываются в табл. 13.

Таблица 13

Результаты расчетов

Измеряемая величина	Обозна- чение	Единица измерения	Номер опыта


Атмосферное давление	Р_атм	Па
Перепад давления воздуха в воздухомере		Па
Плотность воздуха по состоянию в горле воздухомера		кг/м³
Расход воздуха	G	кг/с

Окончание табл. 13


Плотность воздуха в сечении I – I		кг/м³
Средняя скорость потока воздуха в сечении I – I		м/с
Плотность воздуха при выходе из трубы (сечение II)		кг/м³
Средняя скорость потока при выходе из трубы (сечение II)		м/с
Теплота, вносимая электрическим током в систему (нагрев трубы)	Q_э	Вт
Изменение энтальпии воздуха по потоку в системе (трубе)		Дж/кг
Изменение кинетической энергии потока воздуха в трубе		Дж/кг
Теплота, передаваемая потоку воздуха в трубе	Q₁	Вт
Теплота, передаваемая воздуху, окружающему трубу	Q₂	Вт
Средний температурный напор в условиях внутреннего теплообмена		°С
Средний температурный напор в условиях внешнего теплообмена		°С
Критерий Рейнольдса	Re_ж	^–
Критерий Прандтля в условиях вынужденной конвекции	Pr₁_ж	^–
Критерий Нуссельта в условиях вынужденной конвекции	Nu₁_ж,_d	^–
Критерий Грасгофа	Gr_ж	^–
Критерий Прандтля в условиях естественной конвекции	Pr_2ж	^–
Критерий Нуссельта в условиях естественной конвекции	Nu_2ж,_d	^–
Коэффициент теплоотдачи в условиях внутреннего теплообмена (вынужденная конвекция)		Вт/(м²×К)
Коэффициент теплоотдачи в условиях внешнего теплообмена (свободная конвекция)		Вт/(м²×К)