Обработка результатов. Обработка результатов предыдущего опыта ведется во время перехода установки на новый режим

Обработка результатов предыдущего опыта ведется во время перехода установки на новый режим. По результатам измерений вычисляется средняя температура по длине трубы

(3.4)

и средний температурный напор

. (3.5)

Величина плотности теплового потока q определяется по потребляемой электрической мощности нагревателя:

, (3.6)

где F – поверхность теплоотдачи экспериментальной трубы.

Так как в условиях опытов конвективный теплообмен при свободном движении воздуха сопровождается тепловым излучением поверхности теплообмена, то конвективная составляющая плотности теплового потока на стенке может быть определена как

, (3.7)

где q – плотность теплового потока, обусловленная тепловыделением электрического нагревателя в трубе, Вт/м; q_л – плотность теплового излучения поверхности теплообмена, определяемая расчетным путем, Вт/м².

Плотность потока теплового излучения поверхности трубы:

. (3.8)

где - степень черноты стенки трубы, ; - постоянная Стефана-Больцмана, Вт/(м²·К⁴); T_ст – термодинамическая температура стенки трубы, К; ; T_ж – термодинамическая температура воздуха, К; .

Среднее значение коэффициента теплопередачи от горизонтальной трубы к воздуху

. (3.9)

Входящие в безразмерные комплексы ; физические и критерий выбирают по температуре окружающего воздуха (см. табл. 3.3). Результаты вычислений следует поместить в таблицу (см. табл. 3.2).

Таблица 3.2

№ опыта	, К	, °С	, Вт/м2	, Вт/м2	, Вт/м2	, Вт/(м2·К)

По окончании обработки результатов измерений на основе табл. 3.2 необходимо выполнить следующую графическую часть:

1. График функции .

2. График сравнения результатов опыта в безразмерном виде с расчетным уравнением (3.3) в логарифмических координатах. Для построения графика по двум произвольным значениям (Gr·Pr), охватывающим область изменения этого произведения в условиях опытов (см. табл. 3.2), на основе (3.3) вычисляют соответствующие им значения Nu. Далее наносят на логарифмическую бумагу указанные две точки, через которые проводят прямую, отображающую (3.3). Результаты опытов наносятся на этот же график.

Физические свойства сухого воздуха при Па

, °C	, кг/м3	, Вт/(м·К)	, м2/с	, м2/с	Pr
	1,247	2,51	20,05	14,16	0,705
	1,205	2,59	21,42	15,06	0,703
	1,165	2,67	22,86	16,00	0,701
	1,128	2,76	24,30	16,96	0,699
	1,093	2,83	25,72	17,95	0,698

Контрольные вопросы

1. Физическая природа процесса теплоотдачи при свободной конвекции.
2. Что представляет собой коэффициент теплопередачи?
3. Числа подобия при свободной конвекции.
4. Определяющая температура и характерный линейный размер в условиях теплоотдачи горизонтальной трубы.
5. Чем определяется число Грасгофа от числа Архимеда?