156.физика среды и ограждающих конструкций методические указания к контрольной работе для студентов

12

Лабораторная установка

Установка состоит из стеклянного баллона А соединенного трубкой с манометром В и насосом Н При помощи клапана К баллон А может быть соединен с атмосферой Манометр В наполненный водой показывает из-быток давления воздуха в баллоне над атмосферным

1 Насосом Н накачивают воздух в баллон А Накачивание прекраща-ют когда разность уровней жидкости в манометре В будет около 20 см Через 3-4 минуты после прекращения нагнетания воздуха давление в бал-лоне становится постоянным

2 Когда разность уровней жидкости в трубках (коленах) манометра перестанет уменьшаться производят отсчет этой величины по шкале D

3 Открывают клапан К и тот час же как только уровни жидкости в

коленах манометра сравняются его закрывают Когда разность уровней жидкости в коленах манометра увеличиваясь от нуля достигает постоян-ной величины производят отсчет этой величины по шкале D Для уста-новления постоянного давления после окончания адиабатического процес-са требуется примерно 3 или 4 минуты

4 Величины и подставляют в формулу и вычисляют величину

Опыт повторяют 10 раз Затем вычисляют среднее значение величи-ны

5 Рассчитывают абсолютную и относительную ошибки по 10 изме-рениям

Контрольные вопросы

1 Дайте определение удельной теплоёмкости вещества 2 Сформулируйте первое начало термодинамики

13

3 Что понимают под внутренней энергией тела Напишите фор-мулу для расчёта внутренней энергии тела

4 Возможен ли в ходе адиабатического процесса обмен энергией между газом и окружающей средой

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА

Цель работы экспериментальным путем найти критериальное

уравнение конвективного теплообмена при свободном движении воздуха около теплопередающей трубы а также сравнить полученные результаты с литературными данными

Теоретические сведения

Конвекцией называют процесс переноса теплоты при перемещении

макрочастиц (макрообъемов) газа или жидкости Конвективным теплообменом называют процесс передачи теплоты

обусловленный совместным действием конвективного и молекулярного переноса теплоты То есть конвективный теплообмен осуществляется од-новременно двумя способами конвекцией и теплопроводностью

Режим движения жидкости может быть ламинарным или турбулент-ным При ламинарном течении частицы жидкости движутся не перемеши-ваясь При этом перенос теплоты по нормали к направлению течения осу-ществляется в основном путем теплопроводности Ввиду того что тепло-проводность жидкости (за исключением жидких металлов) весьма мала интенсивность теплообмена при ламинарном течении невелика

При турбулентном течении теплота внутри потока распространяется как теплопроводностью так и перемешиванием почти всей массы жидко-сти за исключением вязкого подслоя где молекулярный перенос теплоты преобладает над турбулентным Поэтому теплообмен при турбулентном течении отличается большей интенсивностью чем при ламинарном При турбулентном режиме частицы жидкости или газа двигаясь в поперечном сечении потока не ударяются непосредственно о стенку а действуют на пограничный слой и отдают ему свою теплоту Далее передача теплоты осуществляется теплопроводностью

Конвективный теплообмен между движущейся средой и поверхно-стью ее раздела с другой средой (твердым телом жидкостью или газом) называют теплоотдачей

Главной задачей теории конвективной теплоотдачи является опреде-ление количества теплоты которое проходит через поверхность твердого тела омываемого потоком

Copyright ОАО laquoЦКБ laquoБИБКОМraquo amp ООО laquoAгентство Kнига-Cервисraquo

14

При практических расчетах теплоотдачи пользуются законом

)( стср ttSQ minussdotsdot=α (1) где Q ndash тепловой поток от жидкости (газа) к стенке или наоборот Вт S ndash площадь поверхности участвующей в теплообмене 2м

)( стср tt minus ndash температурный напор degС

срt ndash температура среды омывающей поверхность стенки ordmC

стt ndash температура поверхности стенки ordmC α ndash коэффициент пропорциональности учитывающий конкретные

условия теплообмена между жидкостью и поверхностью тела и называе-мый коэффициентом теплоотдачи

δλ

=α (2)

где λ ndash коэффициент теплопроводности теплоносителя КмВт sdot δ ndash толщина теплового пограничного слоя м Поскольку толщину теплового пограничного слоя ни рассчитать ни

определить экспериментально нельзя то данное уравнение не позволяет определить коэффициент теплоотдачи Однако можно определить пара-метры влияющие на коэффициент теплоотдачи

Коэффициент теплоотдачи зависит от следующих параметров 1 От теплофизических свойств среды Основными физическими

свойствами теплоносителей являются коэффициент теплопроводности λ удельная теплоемкость рс плотность ρ коэффициент температуропровод-ности α коэффициент вязкости micro Для каждого вещества эти параметры имеют определенные значения и являются функциями температуры а не-которые из них и давления Это очень осложняет изучение конвективной теплоотдачи

2 От гидродинамических условий движения теплоносителя (ско-рость направление движения)

3 От геометрических характеристик потока и поверхности (длина диаметр шероховатость стенок) Форма и размеры теплоотдающей поверх-ности существенно влияют на теплоотдачу Из любых простых форм тела (трубы плиты и тп) можно составить большое количество теплоотдающих поверхностей Каждая поверхность от простой до самой сложной создает свои специфические условия движения теплоносителя и теплоотдачи

Влияние всех перечисленных параметров определяется следующим образом если их изменение приводит к увеличению значения λ и умень-шению толщины δ то коэффициент α будет увеличиваться и наоборот

По причине возникновения движение жидкости бывает свободным и вынужденным Свободное движение (тепловое) возникает в неравномерно прогретой жидкости Появляющаяся при этом разность температур приво-

11

3 Рассчитать значение градиента температур на внутренней (r = r1) и внешней (r = r2) поверхностях слоя материала

4 Построить график радиального распределения градиента тем-ператур

5 Построить график изменения плотности теплового потока по толщине цилиндрической стенки

6 Изобразить картину изотермических линий в сечении испытуе-мого цилиндрического образца Показать векторы теплового потока и гра-диента температуры

7 Привести расчётную формулу для определения коэффициента теплопроводности методом плоского слоя

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОЕМКОСТИ ВОЗДУХА ПРИ ПОСТОЯННОМ ДАВЛЕНИИ К ЕГО УДЕЛЬНОЙ

ТЕПЛОЕМКОСТИ ПРИ ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ Цель работы Знакомство с адиабатическим процессом в газах определение отно-

шения удельных теплоемкостей газа (воздуха) при постоянном давлении и постоянном объеме методом адиабатического расширения


Удельной теплоемкостью вещества называется физическая величина

численно равная количеству тепла которое надо сообщить единице массы вещества чтобы увеличить ее температуру на 1 К

Если мы имеем дело с газом и принимаем за единицу массы моль то тогда получим молярную теплоемкость газа которая в зависимости от ус-ловий нагревания может иметь два значения молярная теплоемкость при

постоянном давлении и молярная теплоемкость при постоянном объеме

Для газов молярная теплоемкость при постоянном давлении

больше чем теплоемкость при постоянном объеме Это объясняется тем что при нагревании газа при одна часть подводимой теплоты тратится на увеличение температуры газа а другая часть идет на соверше-ние работы газом по расширению в атмосферу

Адиабатическим называется процесс протекающий без теплообмена между термодинамической системой и окружающими ее внешними тела-ми те система не получает и не отдает тепло


10

Рис 2 График выхода установки на стационарный тепловой режим

3 Выключить лабораторную установку 4 По среднему значению температур на внутренней и внешней

поверхности испытуемого слоя в стационарном режиме и значению мощности нагревателя вычислить коэффициент теплопроводности мате-риала по формуле

)(221

1

2

ttldd

lnQ

minusπ

sdot=λ

(1)

где λ ndash коэффициент теплопроводности испытуемого материала l ndash длина трубы м d1 и d2 ndash внутренний и наружный диаметры цилиндрического

слоя м t1 t2 ndash средние температуры внутренней и наружной поверхности

цилиндрического слоя материала degC 5 По вычисленному значению коэффициента λ дать характери-

стику теплопроводящих (теплоизоляционных) свойств испытуемого мате-риала Используя справочные данные указать материалы аналогичные испытуемому по теплопроводящей способности


1 Рассчитать термическое сопротивление цилиндрического слоя

испытуемого материала 2 Вычислить линейную плотность теплового потока ql (погонный

тепловой поток)

0

0

20

40

60

5 10 15 20 25 30 35

t degC t 1

t 2

τ мин

15

дит к разности плотностей и всплыванию менее плотных (более легких) элементов жидкости что вызывает движение В этом случае свободное движение называют естественной или тепловой конвекцией Вынужденное движение жидкости обусловлено действием посторонних возбудителей вентиляторов насосов и тп С их помощью можно создать большие скоро-сти движения среды или изменять их в широких пределах и тем самым ре-гулировать интенсивность теплообмена

В настоящее время для исследования конвективного теплообмена используют теорию подобия которая сочетает в себе аналитический и экс-периментальный способы исследования процесса В случае использования теории подобия получают так называемые критериальные уравнения опи-сывающие исследуемый процесс теплообмена В критериальные уравне-ния входят безразмерные комплексы называемые числами или критерия-ми подобия

Согласно теории подобия критериальное уравнение в случае свобод-ного движения имеет вид

nc (GrPr)Nu sdot= ) (3) где Nu ndash критерий Нуссельта характеризующий отношение суммар-

ного переноса теплоты конвекцией и теплопроводностью (те теплоотда-чей) к теплоте передаваемой теплопроводностью

λ

lαNu

sdot= (4)

Pr ndash критерий Прандтля характеризующий вязкостные и темпе-ратуропроводные свойства теплоносителя связь скоростного и темпера-турного полей

ρμυ

Prsdot

==aa (5)

Gr ndash критерий Грасгофа характеризующий соотношение сил трения инерции и подъемной силы обусловленной различием плотностей в от-дельных точках неизотермического потока

2

3

υGr

tlg ∆sdotβsdotsdot= (6)

где λ ndash коэффициент теплопроводности среды КмВт sdot l ndash определяющий размер (для труб ndash диаметр для плоских стенок ndash

высота) м ν ndash коэффициент кинематической вязкости см 2 β ndash коэффициент объемного расширения К1 ρ ndash плотность среды 3 мкг ∆t ndash температурный напор g ndash ускорение свободного падения 2 см α ndash средний коэффициент теплоотдачи КмВт sdot2 a ndash коэффициент температуропроводности 2 см


16

Для газов критерий Прандтля величина практически постоянная так как толщины ламинарного и теплового пограничных слоев практически совпадают Тогда критериальное уравнение примет вид

nC GrNu sdot= (7)

Экспериментальная часть

Установка для измерений (рис 1) представляет собой металличе-скую трубу 1 диаметром 120 мм внутри которой расположен электриче-ский нагреватель 2

Рис 1 Схема установки

В середине трубы выделен исследуемый участок длиной 290 мм для того чтобы при определении количества теплоты уменьшить ошибку свя-занную с потерями тепловой энергии с торцов трубы Количество теплоты проходящее через выделенный участок считается равным расходу элек-троэнергии потребляемой нагревателем

Напряжение поданное на нагреватель на исследуемом участке трубы 1 измеряется вольтметром 3 а сила электрического тока ndash амперметром 4 Регулирование тока и напряжения осуществляется лабораторным транс-форматором 5 Включение лабораторного трансформатора в розетку элек-трической сети производится с помощью вилки

Для измерения температуры трубы 1 используются хромель-копелевые термопары 6 и 7 Они расположены в диаметрально противопо-ложных точках сверху и снизу трубы Термопара 8 служит для контроля температуры электронагревателя Значения ЭДС термопар фиксируются с помощью милливольтметра 9 Для последовательного подключения тер-мопар к измерительному прибору служит переключатель 10 В положении ручки переключателя против цифры 1 измеряется температура электрона-гревателя ndash t1 Если ручка переключателя находится около цифры 2 то из-

9

t комн

Рис 1 Схема лабораторной установки

Методика проведения и обработки опытов

1 Включить установку и установить мощность нагревателя со-гласно указаниям преподавателя или лаборанта

2 Периодически с интервалом в 5 минут контролировать тепло-вое состояние испытуемого образца путём регистрации показаний термо-пар и вычисления средних температур внутренней и наружной поверхно-сти Момент включения установки (начала замеров) считать начальным τ = 0 Результаты измерений заносить в табл1 Процесс нагрева образца ил-люстрировать построением графика изменения температур поверхностей с течением времени (рис2) Измерения продолжать до установления ста-ционарного теплового режима когда прекратиться изменение температуры поверхностей со временем (на графике это будет выражаться выходом кривых на горизонтальный участок)

Таблица 1

Время

мин

W Вт

Показания внутренних термопар

мВ

Показания наружных термопар

мВ

Средняя температура внутренней поверхности

degС

Средняя температура наружной поверхности

degС

0 5

10 15

λ = _ _ _ _ _ _ _ _


8

5 Опишите механизм возникновения свободного потока воздуха 6 Изобразите траектории свободного движения воздуха около

горячей горизонтальной вертикальной трубы

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

ТВЕРДОГО ТЕЛА МЕТОДОМ ТРУБЫ

Цель работы 1 Провести экспериментальные измерения средних температур

внутренней и наружной поверхности образца в динамике его нагрева 2 Построить график выхода установки на стационарный тепловой

режим 3 Для условий стационарного теплового поля рассчитать численное

значение коэффициента теплопроводности испытуемого материала


В лабораторной установке испытуемый материал 7 нанесен в виде цилиндрического слоя на металлическую трубку 8 (рис 1) Внутри трубы смонтирован электрический нагреватель 9 из нихромовой проволоки вы-деляющей тепло равномерно по длине трубы Количество тепла Q которое выделяется нагревателем и передается через слой материала в окружаю-щую среду при стационарном тепловом режиме можно определить по мощности W потребляемой электронагревателем

Q = W

Мощность нагревателя регулируется автотрансформатором 13 и из-меряется ваттметром 14

Для измерения температур на наружной и внутренней поверхностях слоя 7 установлены хромель-копелевые термопары 1 ndash 6 Все они через переключатель 10 поочередно коммутируются с цифровым милливольт-метром 11 Общий холодный спай термопар соединен с металлической пластиной 12 имеющей комнатную температуру Перевод показаний мил-ливольтметра в градусы Цельсия осуществляется с помощью справочной таблицы термопары (приложение 1) с учетом комнатной температуры

17

меряется температура верха трубы 1 ndash t2 При положении ручки переключа-теля против цифры 3 на мили-вольтметр подается ЭДС термопары распо-ложенной внизу трубы ndash t3 Для перевода величины ЭДС измеренной с по-мощью милливольтметра в градусы Цельсия используется специальная таблица

Порядок проведения работы

Включают вилку лабораторного трансформатора в розетку электри-

ческой сети Устанавливают напряжение на нагревателе по вольтметру 3 с помощью ручки лабораторного трансформатора сначала 40 В а затем 60 и 80 В

Для всех указанных напряжений через каждые 10 минут записывают показания измерительных приборов (вольтметра амперметра милли-вольтметра) При измерениях температур переключатель 10 последова-тельно устанавливают против цифр laquo1raquo laquo2raquo и laquo3raquo

Измерения при установленном напряжении продолжают до тех пор пока два последовательных показания милливольтметра будут отличаться не больше чем на 01 mV После этого можно изменить напряжение на дру-гое Выполнив измерения при трех заданных напряжениях на нагревателе установку следует выключить выдернув вилку включения лабораторного трансформатора из розетки электрической сети и приступить к обработке экспериментальных данных Значения измеренных величин заносят в таб-лицу 1

Таблица 1

Опытные данные

Номер

изме-

рения

Время

мин

В А mV t

mV mV ordmC ordmC 3t

ordmC

Во время заполнения таблицы необходимо перевести показания тер-

мопар в mV в градусы Цельсия Соотношения между милливольтами и градусами Цельсия для хромель-копелевых термопар приведены в спра-вочной литературе Кроме того следует учесть что так как холодные кон-цы термопар находятся в среде окружающего воздуха температура кото-рого отличается от нуля градусов то к справочному значению температу-ры необходимо добавить температуру в лаборатории


18

Обработка экспериментальных данных

При установившемся тепловом состоянии тепловая энергия электро-нагревателя через поверхность трубы передается в окружающую среду Передача теплоты осуществляется лучеиспусканием и конвективным теп-лообменом при свободном движении воздуха

1 Вычисляют количество теплоты переданное электронагрева-телем в окружающую среду (тепловой поток от поверхности трубы) рав-ное мощности электрического тока расходуемой на исследуемом участке

IUQ sdot= где U ndash напряжение подаваемое на нагреватель В I ndash сила тока А 2 Вычисляют количество теплоты переданное от поверхности

трубы лучеиспусканием по формуле

minus

sdotsdotsdot=44

0 100100всm

лTTSCEQ

где E ndash степень черноты поверхности трубы ( E =08)

0С ndash коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела ( 0С = 577) градмВт sdot2

S ndash поверхность теплообмена равная поверхности трубы 2м вT ndash абсолютная температура окружающего воздуха К cmT ndash абсолютная температура стенки трубы К определяется через

среднюю температуру стенки 273)(50 32 ++sdot= ttTcm 1 После определения значения лQ вычисляют количество тепло-

ты переданное в окружающую среду посредством конвективного тепло-обмена

лк QQQ minus= 2 По известной величине кQ рассчитывают для всех трех измере-

ний при различных напряжениях на нагревателе средние значения коэф-фициента теплоотдачи из уравнения (1) По найденным значениям α стро-ят график α = f (Δt)

3 Для распространения полученных результатов на другие по-добные процессы необходимо расчетные данные обобщить и представить их в виде критериального уравнения (7) для этого находят необходимые критерии подобия по формулам (4) (5) (6)

4 Для определения коэффициентов С и n необходимо пролога-рифмировать уравнение (7)

GrNu lgnClglg sdot+= В логарифмической системе координат это уравнение представляет

прямую линию (рис 2)

7

Графический анализ результатов

1 Построить в логарифмических координатах график критери-альной зависимости Nu ж= 05 (GrжsdotPrж )025 (рис 2) После логарифмирова-ния уравнение имеет вид

lg Nu ж = lg 05 + 025 sdot lg( Gr sdot Pr) 2 Нанести на график точки экспериментов оценить их ldquoраспо-

ложениеrdquo относительно построенной прямой

Рис 2 Графический анализ результатов

3 Для каждого режима эксперимента определить относительную

погрешность 100

NuNuNu

т

тэNu sdot

minus=ε


1 Что называется конвективным теплообменом Какие различают

виды конвекции 2 Динамический и тепловой пограничные слои и их физический

смысл 3 Что называют коэффициентом теплоотдачи от каких величин

он зависит 4 Какими числами подобия характеризуется конвективный теп-

лообмен

-05

0

05

1

15

0 1 2 3 4 5 lg (Gr Pr)

lg Nu


6

3 Определить конвективную составляющую теплового потока Qк как разность Qк = Qполн ndash Qизл

где Qизл ndash поток излучения с поверхности трубы В соответст-вии с законом Стефана-Больцмана он определяется по формуле

+minus

+ε=

4ср

4ст

призл 100

273

100273

675tt

AQ

где εпр ndash приведенная степень черноты излучающей поверхно-сти трубы в условиях эксперимента

Таблица 1 В

ремя м

ин

Показания термопар мВ ∆ t

оС

tcт оС

W Вт

0

5

10

15

hellip

d = l = ε пр =

tср = Qк = α =

Pr = Gr = Nu =

4 Вычислить коэффициент теплоотдачи используя формулу (1) 5 Вычислить критерии Нуссельта Грасгофа Численное значе-

ние критерия Прандтля и теплофизические свойства воздуха выбрать по определяющей температуре (температуре окружающей среды) Полу-ченные значения занести в таблицу 1

6 Эксперимент повторить для 2-3 режимов нагрева отличающихся мощностью нагревателя с заполнением таблиц результатов

19

Значение показателя степени n определяется как тангенс угла накло-на прямой к оси абсцисс те

31

13

GrGrNuNu

lglglglg

nminusminus

=

Постоянная C находится из соотношения Gr

Nu

lgn

lgC

sdot=

Рис 2 ndash Зависимость Nulg от Grlg

Полученное критериальное уравнение следует сравнить с имеющим-ся в литературе

3330PrGr1350Nu )( sdot= при GrPrgt2107 250PrGr540Nu )( sdot= при GrPrlt2107

Результаты обработки экспериментальных данных следует предста-вить в виде таблицы 2 и графиков функциональной зависимости )t(f ∆=α и

)(lgflg GrNu =

Таблица 2 Вычисляемые величины

t стordmC

T вordmC

t срordmC

Q Вт

Qл

Вт

Qк

Вт

α Nu

Gr

Lg

Nu

lg G

r

С n


1 Какие виды переноса теплоты участвуют в теплообмене 2 Понятие температурного градиента и изотермической поверх-

ности


20

3 Выведите уравнение теплопроводности в неподвижной среде 4 В чем причина различного распределения температур по тол-

щинам плоской и цилиндрической стенок 5 Как определяют количество теплоты переходящее от более на-

гретого тела к менее нагретому вследствие теплового излучения 6 В чем состоит различие между процессами конвекции и тепло-

отдачи 7 Что такое тепловое подобие Приведите критерии теплового

подобия критериальное уравнение теплоотдачи 8 Охарактеризуйте распределение температур в ламинарном и

турбулентном потоках Что такое тепловой пограничный слой 9 В чем состоят различия в уравнениях для определения коэф-

фициентов теплоотдачи при вынужденной и естественной конвекции

5

ν ndash кинематическая вязкость окружающей среды м2с

bull критерий Прандтля характеризующий соотношение механиче-ских (вязкостных) и тепловых свойств теплоносителя

Pr = ν а (4)

где а ndash коэффициент температуропроводности окружающей сре-ды м2с

Применение теории подобия позволяет обобщить результаты экспе-риментальных исследований теплоотдачи в виде критериальных уравне-ний для конкретного класса явлений Критериальные уравнения подобия теплоотдачи устанавливают зависимость критерия Нуссельта от опреде-ляющих критериев (Pr Gr) Как правило эти уравнения представляются в виде степенных функций В условиях свободной конвекции критериальное уравнение имеет вид

Nu ж = с ( Grж sdot Prж ) n (5)

Эмпирические коэффициенты c и n входящие в уравнение (5) опре-деляются путем статистической обработки многочисленных эксперимен-тальных данных Для теплоотдачи с поверхности горизонтальной трубы при свободной конвекции в диапазоне величин 5sdot10 2 lt Grжsdot Prж lt 2sdot10 7 эти коэффициенты имеют постоянные значения

c = 05 n = 025

а критериальное уравнение теплоотдачи принимает следующий вид

Nu ж = 05 ( Grж sdot Prж ) 025

Практическое использование эмпирических уравнений подо-бия заключается в нахождении коэффициентов теплоотдачи по значению Nu ж вычисленному из критериального уравнения для данного класса яв-лений

Проведение опытов и обработка опытных данных

1 При участии преподавателя установить мощность нагревателя Измерить и записать в таблицу 1 температуру окружающей среды

2 С интервалом в пять минут проводить замеры мощности и температуры при этом переключатель термопар поочередно подклю-чать к каждой из шести термопар Результаты измерения температур заносить в таблицу 1 определять среднеарифметическую температуру поверхности трубы tcт а также строить график зависимости tcт от вре-мени Измерения проводить до установления стационарного теплового режима при котором средняя температура поверхности трубы не изме-ряется с течением времени


4

трольный спай термопар поддерживается при комнатной температуре Та-ким образом термоЭДС каждой термопары измеряемая милливольтмет-ром соответствует разности температур поверхности трубы и окружаю-щей среды tср Для перевода милливольт термоЭДС в градусы Цельсия ис-пользуется справочная таблица термопары (приложение 1) Средняя тем-пература поверхности трубы tст определяется как средняя арифметическая по показаниям шести термопар


Основной задачей теории конвективного теплообмена является оп-

ределение коэффициента теплоотдачи Величина теплового потока при конвективном теплообмене определяется формулой Ньютона

Qк = α ∆ t А (1)

где Qк ndash конвективная составляющая теплового потока Вт α ndash коэффициент теплоотдачи Вт(м2sdot К) А ndash площадь теплоотдающей по-верхности м2 ∆ t = tст ndash tcр ndash температурный напор degС tст ndash средняя тем-пература поверхности тела degС tср ndash температура теплоносителя (окру-жающей среды ) degС

Теория конвективного теплообмена позволяет определить коэффи-циенты теплоотдачи для подобных случаев теплообмена путем обобщения экспериментальных данных Для этого применяются критериальные числа подобия

bull критерий Нуссельта характеризующий интенсивность конвек-тивного теплообмена

Nu = α l λ (2) где λ ndash коэффициент теплопроводности окружающей среды

Вт(мsdotК)

l ndash характерный геометрический размер теплоотдающей по-верхности который для горизонтально расположенной трубы при-нимается равным наружному диаметру м

bull критерий Грасгофа характеризующий интенсивность и режим свободного движения

tlg

∆sdotν

β=

2

3Gr

(3) где g ndash ускорение свободного падения мс2

β ndash коэффициент объемного расширения который для газов может быть определен из закона Гей-Люссака в виде

β = 1 ( tcр+273) K -1

21

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Теплофизические свойства веществ

Таблица А1 Теплофизические свойства воды

Р атм T degC ρ 3 мкг рс Джкг λ 210 minus ВтмmiddotК μ 610 minus Паsdotc cmPr

103 0 1000 4230 651 1790 137 100 10 1000 4190 575 1310 952 103 20 998 4190 599 1000 702 103 30 996 4180 616 804 542 103 40 992 4180 634 657 431 103 50 988 4180 648 549 354 103 60 983 4180 659 470 298 103 70 978 4190 668 406 255 103 80 972 4190 675 355 221 103 90 965 4190 680 315 195 103 100 958 4230 683 282 175

Таблица А2

Свойства пара в зависимости от давления Давление (абсо-

лютное) 2 смкг Температу-ра degС

Плотность 3 мкг

Удельная теплота парообразования r кДжкг

10 991 05790 2264 12 1042 06865 2249 14 1087 07931 2237 16 1127 08980 2227 18 1163 10030 2217 20 1196 11070 2208 30 1329 16180 2171 40 1429 21200 2141 50 1511 26140 2117 60 1581 31040 2095 70 1642 35910 2075

Таблица А3

Физические параметры воздуха t

degC ρ

3 мкг λ 210 minus

Втм∙К а см 10 28minus

ν см 10 26minus Pr

10 1247 251 176 1416 0705 20 1205 259 181 1506 0703 30 1165 267 186 1600 0701 40 1128 276 191 1696 0699 50 1093 283 196 1795 0698 60 1060 290 201 1897 0696 70 1029 296 206 2002 0694 80 1000 305 211 2109 0692 90 0972 313 215 2210 0690

100 0946 321 219 2313 0688 120 0898 334 228 2545 0686


22

140 0854 349 237 2780 0684 160 0815 364 245 3009 0682 180 0779 378 253 3249 0681 200 0746 393 260 3485 0680

3

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ СВОБОДНОМ ДВИЖЕНИИ ВОЗДУХА

Цель работы 1 Провести теплотехнические измерения для определения коэффи-

циента теплоотдачи горизонтальной трубы при свободном движении воз-духа для нескольких режимов нагрева (количество режимов задаётся пре-подавателем)

2 Обобщить результаты эксперимента с использованием теории по-добия

Схема лабораторной установки

Теплоотдающей поверхностью в опытах по определению коэффици-

ента теплоотдачи конвективного теплообмена служит поверхность метал-лической трубы (рис 1)

Внутри трубы установленной на стойках находится электрический нагреватель мощность которого регулируется автотрансформатором и

измеряется ваттметром Мощность нагревателя W в условиях стационарно-го теплового режима равна полному тепловому потоку Qполн с поверхности нагретой трубы в окружающую среду

Теплотехнические измерения на данной лабораторной установке включают в себя измерения тепловых потоков и температур Для опреде-ления температуры стенки трубы на ее наружной поверхности закреплены измерительные спаи шести хромель-копелевых термопар Общий кон-



2

Составитель канд техн наук доц ЛИ Хохлова

Физика среды и ограждающих конструкций Методические указания

к лабораторным работам для студентов направления 27080062 laquoСтрои-тельствоraquo Квалификация (степень) выпускника бакалавр Форма обуче-ния очная заочная Калм ун-т Сост ЛИ Хохлова ndash Элиста 2014 ndash 24 с

Целью выполнения лабораторных работ является теоретическое и

практическое ознакомление студентов с методами получения преобразо-вания передачи и использования тепловой энергии принципами действия конструктивными особенностями тепловых устройств и систем обучение студентов методологии проведения расчета различных устройств и систем

Утверждено учебно-методической комиссией инженерно-

технологического факультета КалмГУ Рецензент канд техн наук доц БМ Турдуматов

23

ЛИТЕРАТУРА 1 Нащокин ВВ Техническая термодинамика и теплопередача

учебное пособие для вузов ВВ Нащокин ndash М Высшая шк 1980 ndash 469 с

2 Крутов ВИ Техническая термодинамика учебник для машино-строительных специальностей вузов ВИ Крутов [и др] под ред ВИ Крутова ndash 3-е изд перераб и доп ndash М Высшая школа 1991 ndash 384 с ил

3 Луканин ВН Теплотехника учебник для вузов ВН Луканин [и др] под ред ВН Луканина ndash М Высш шк 1999 ndash 671 с

4 Крутов ВИ Задачник по технической термодинамике и теории тепломассообмена ВИ Крутов ГБ Петражицкий под ред ВИ Крутова ndash М Высш шк 1986 ndash 383 с ил

5 Кудинов ВА Техническая термодинамика учеб пособие для втузов ВА Кудинов ЭМ Карташов ndash М Высш шк 2000 ndash 261 с

6 Афанасьев ВН Лабораторный практикум по термодинамике и теплопередаче учеб пособие ВН Афанасьев [и др] под ред ВИ Кру-това ndash М Высш шк 1988 ndash 216 с

7 Крутов ВИ Теплотехника под ред ВИ Крутова ndash М Маши-ностроение 1986 ndash 432 с

8 Баскаков АП Теплотехника учеб для вузов АП Баскаков [и др] под ред АП Баскакова ndash 2-е изд перераб и доп ndash М Энерго-атомиздат 1991 ndash 224 с


24

Подписано в печать 240214 Формат 60х8416 Печать офсетная Бумага тип 1 Усл п л 139

Тираж 2 экз Заказ 2464

Издательство Калмыцкого университета 358000 Элиста ул Пушкина 11

Министерство образования и науки Российской Федерации _____

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования laquoКалмыцкий государственный университетraquo

Инженерно-технологический факультет

Кафедра промышленного и гражданского строительства

ФИЗИКА СРЕДЫ И ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Методические указания к лабораторным работам

для студентов направления 27080062 laquoСтроительствоraquo Квалификация (степень) выпускника бакалавр

Форма обучения очная заочная

Элиста 2014


14

При практических расчетах теплоотдачи пользуются законом

)( стср ttSQ minussdotsdot=α (1) где Q ndash тепловой поток от жидкости (газа) к стенке или наоборот Вт S ndash площадь поверхности участвующей в теплообмене 2м

)( стср tt minus ndash температурный напор degС

срt ndash температура среды омывающей поверхность стенки ordmC

стt ndash температура поверхности стенки ordmC α ndash коэффициент пропорциональности учитывающий конкретные

условия теплообмена между жидкостью и поверхностью тела и называе-мый коэффициентом теплоотдачи

δλ

=α (2)

где λ ndash коэффициент теплопроводности теплоносителя КмВт sdot δ ndash толщина теплового пограничного слоя м Поскольку толщину теплового пограничного слоя ни рассчитать ни

определить экспериментально нельзя то данное уравнение не позволяет определить коэффициент теплоотдачи Однако можно определить пара-метры влияющие на коэффициент теплоотдачи

Коэффициент теплоотдачи зависит от следующих параметров 1 От теплофизических свойств среды Основными физическими

свойствами теплоносителей являются коэффициент теплопроводности λ удельная теплоемкость рс плотность ρ коэффициент температуропровод-ности α коэффициент вязкости micro Для каждого вещества эти параметры имеют определенные значения и являются функциями температуры а не-которые из них и давления Это очень осложняет изучение конвективной теплоотдачи

2 От гидродинамических условий движения теплоносителя (ско-рость направление движения)

3 От геометрических характеристик потока и поверхности (длина диаметр шероховатость стенок) Форма и размеры теплоотдающей поверх-ности существенно влияют на теплоотдачу Из любых простых форм тела (трубы плиты и тп) можно составить большое количество теплоотдающих поверхностей Каждая поверхность от простой до самой сложной создает свои специфические условия движения теплоносителя и теплоотдачи

Влияние всех перечисленных параметров определяется следующим образом если их изменение приводит к увеличению значения λ и умень-шению толщины δ то коэффициент α будет увеличиваться и наоборот

По причине возникновения движение жидкости бывает свободным и вынужденным Свободное движение (тепловое) возникает в неравномерно прогретой жидкости Появляющаяся при этом разность температур приво-

11

3 Рассчитать значение градиента температур на внутренней (r = r1) и внешней (r = r2) поверхностях слоя материала

4 Построить график радиального распределения градиента тем-ператур

5 Построить график изменения плотности теплового потока по толщине цилиндрической стенки

6 Изобразить картину изотермических линий в сечении испытуе-мого цилиндрического образца Показать векторы теплового потока и гра-диента температуры

7 Привести расчётную формулу для определения коэффициента теплопроводности методом плоского слоя

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОЕМКОСТИ ВОЗДУХА ПРИ ПОСТОЯННОМ ДАВЛЕНИИ К ЕГО УДЕЛЬНОЙ

ТЕПЛОЕМКОСТИ ПРИ ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ Цель работы Знакомство с адиабатическим процессом в газах определение отно-

шения удельных теплоемкостей газа (воздуха) при постоянном давлении и постоянном объеме методом адиабатического расширения


Удельной теплоемкостью вещества называется физическая величина

численно равная количеству тепла которое надо сообщить единице массы вещества чтобы увеличить ее температуру на 1 К

Если мы имеем дело с газом и принимаем за единицу массы моль то тогда получим молярную теплоемкость газа которая в зависимости от ус-ловий нагревания может иметь два значения молярная теплоемкость при

постоянном давлении и молярная теплоемкость при постоянном объеме

Для газов молярная теплоемкость при постоянном давлении

больше чем теплоемкость при постоянном объеме Это объясняется тем что при нагревании газа при одна часть подводимой теплоты тратится на увеличение температуры газа а другая часть идет на соверше-ние работы газом по расширению в атмосферу

Адиабатическим называется процесс протекающий без теплообмена между термодинамической системой и окружающими ее внешними тела-ми те система не получает и не отдает тепло


10




)(221

1

2

ttldd

lnQ

minusπ

sdot=λ

(1)









0

0

20

40

60

5 10 15 20 25 30 35

t degC t 1

t 2

τ мин

15






λ

lαNu

sdot= (4)


ρμυ

Prsdot

==aa (5)


2

3

υGr





16


nC GrNu sdot= (7)







9

t комн





Таблица 1

Время

мин

W Вт


мВ


мВ


degС


degС

0 5

10 15

λ = _ _ _ _ _ _ _ _


8











Q = W



17







Таблица 1


Номер

изме-

рения

Время

мин

В А mV t


ordmC




18






minus

sdotsdotsdot=44

0 100100всm

лTTSCEQ












7








NuNuNu

т

тэNu sdot

minus=ε






лообмен

-05

0

05

1

15

0 1 2 3 4 5 lg (Gr Pr)

lg Nu


6



+minus

+ε=

4ср

4ст

призл 100

273

100273

675tt

AQ


Таблица 1 В

ремя м

ин


оС

tcт оС

W Вт

0

5

10

15

hellip

d = l = ε пр =

tср = Qк = α =

Pr = Gr = Nu =




19


31

13

GrGrNuNu

lglglglg

nminusminus

=


Nu

lgn

lgC

sdot=





)(lgflg GrNu =


t стordmC

T вordmC

t срordmC

Q Вт

Qл

Вт

Qк

Вт

α Nu

Gr

Lg

Nu

lg G

r

С n



ности


20








5



Pr = ν а (4)





c = 05 n = 025








4





Qк = α ∆ t А (1)





Вт(мsdotК)



tlg

∆sdotν

β=

2

3Gr



β = 1 ( tcр+273) K -1

21





103 0 1000 4230 651 1790 137 100 10 1000 4190 575 1310 952 103 20 998 4190 599 1000 702 103 30 996 4180 616 804 542 103 40 992 4180 634 657 431 103 50 988 4180 648 549 354 103 60 983 4180 659 470 298 103 70 978 4190 668 406 255 103 80 972 4190 675 355 221 103 90 965 4190 680 315 195 103 100 958 4230 683 282 175

Таблица А2





10 991 05790 2264 12 1042 06865 2249 14 1087 07931 2237 16 1127 08980 2227 18 1163 10030 2217 20 1196 11070 2208 30 1329 16180 2171 40 1429 21200 2141 50 1511 26140 2117 60 1581 31040 2095 70 1642 35910 2075

Таблица А3


degC ρ




10 1247 251 176 1416 0705 20 1205 259 181 1506 0703 30 1165 267 186 1600 0701 40 1128 276 191 1696 0699 50 1093 283 196 1795 0698 60 1060 290 201 1897 0696 70 1029 296 206 2002 0694 80 1000 305 211 2109 0692 90 0972 313 215 2210 0690

100 0946 321 219 2313 0688 120 0898 334 228 2545 0686


22

140 0854 349 237 2780 0684 160 0815 364 245 3009 0682 180 0779 378 253 3249 0681 200 0746 393 260 3485 0680

3













2








23











24













Элиста 2014


10




)(221

1

2

ttldd

lnQ

minusπ

sdot=λ

(1)









0

0

20

40

60

5 10 15 20 25 30 35

t degC t 1

t 2

τ мин

15






λ

lαNu

sdot= (4)


ρμυ

Prsdot

==aa (5)


2

3

υGr





16


nC GrNu sdot= (7)







9

t комн





Таблица 1

Время

мин

W Вт


мВ


мВ


degС


degС

0 5

10 15

λ = _ _ _ _ _ _ _ _


8











Q = W



17







Таблица 1


Номер

изме-

рения

Время

мин

В А mV t


ordmC




18






minus

sdotsdotsdot=44

0 100100всm

лTTSCEQ












7








NuNuNu

т

тэNu sdot

minus=ε






лообмен

-05

0

05

1

15

0 1 2 3 4 5 lg (Gr Pr)

lg Nu


6



+minus

+ε=

4ср

4ст

призл 100

273

100273

675tt

AQ


Таблица 1 В

ремя м

ин


оС

tcт оС

W Вт

0

5

10

15

hellip

d = l = ε пр =

tср = Qк = α =

Pr = Gr = Nu =




19


31

13

GrGrNuNu

lglglglg

nminusminus

=


Nu

lgn

lgC

sdot=





)(lgflg GrNu =


t стordmC

T вordmC

t срordmC

Q Вт

Qл

Вт

Qк

Вт

α Nu

Gr

Lg

Nu

lg G

r

С n



ности


20








5



Pr = ν а (4)





c = 05 n = 025








4





Qк = α ∆ t А (1)





Вт(мsdotК)



tlg

∆sdotν

β=

2

3Gr



β = 1 ( tcр+273) K -1

21





103 0 1000 4230 651 1790 137 100 10 1000 4190 575 1310 952 103 20 998 4190 599 1000 702 103 30 996 4180 616 804 542 103 40 992 4180 634 657 431 103 50 988 4180 648 549 354 103 60 983 4180 659 470 298 103 70 978 4190 668 406 255 103 80 972 4190 675 355 221 103 90 965 4190 680 315 195 103 100 958 4230 683 282 175

Таблица А2





10 991 05790 2264 12 1042 06865 2249 14 1087 07931 2237 16 1127 08980 2227 18 1163 10030 2217 20 1196 11070 2208 30 1329 16180 2171 40 1429 21200 2141 50 1511 26140 2117 60 1581 31040 2095 70 1642 35910 2075

Таблица А3


degC ρ




10 1247 251 176 1416 0705 20 1205 259 181 1506 0703 30 1165 267 186 1600 0701 40 1128 276 191 1696 0699 50 1093 283 196 1795 0698 60 1060 290 201 1897 0696 70 1029 296 206 2002 0694 80 1000 305 211 2109 0692 90 0972 313 215 2210 0690

100 0946 321 219 2313 0688 120 0898 334 228 2545 0686


22

140 0854 349 237 2780 0684 160 0815 364 245 3009 0682 180 0779 378 253 3249 0681 200 0746 393 260 3485 0680

3













2








23











24













Элиста 2014


16


nC GrNu sdot= (7)







9

t комн





Таблица 1

Время

мин

W Вт


мВ


мВ


degС


degС

0 5

10 15

λ = _ _ _ _ _ _ _ _


8











Q = W



17







Таблица 1


Номер

изме-

рения

Время

мин

В А mV t


ordmC




18






minus

sdotsdotsdot=44

0 100100всm

лTTSCEQ












7








NuNuNu

т

тэNu sdot

minus=ε






лообмен

-05

0

05

1

15

0 1 2 3 4 5 lg (Gr Pr)

lg Nu


6



+minus

+ε=

4ср

4ст

призл 100

273

100273

675tt

AQ


Таблица 1 В

ремя м

ин


оС

tcт оС

W Вт

0

5

10

15

hellip

d = l = ε пр =

tср = Qк = α =

Pr = Gr = Nu =




19


31

13

GrGrNuNu

lglglglg

nminusminus

=


Nu

lgn

lgC

sdot=





)(lgflg GrNu =


t стordmC

T вordmC

t срordmC

Q Вт

Qл

Вт

Qк

Вт

α Nu

Gr

Lg

Nu

lg G

r

С n



ности


20








5



Pr = ν а (4)





c = 05 n = 025








4





Qк = α ∆ t А (1)





Вт(мsdotК)



tlg

∆sdotν

β=

2

3Gr



β = 1 ( tcр+273) K -1

21





103 0 1000 4230 651 1790 137 100 10 1000 4190 575 1310 952 103 20 998 4190 599 1000 702 103 30 996 4180 616 804 542 103 40 992 4180 634 657 431 103 50 988 4180 648 549 354 103 60 983 4180 659 470 298 103 70 978 4190 668 406 255 103 80 972 4190 675 355 221 103 90 965 4190 680 315 195 103 100 958 4230 683 282 175

Таблица А2





10 991 05790 2264 12 1042 06865 2249 14 1087 07931 2237 16 1127 08980 2227 18 1163 10030 2217 20 1196 11070 2208 30 1329 16180 2171 40 1429 21200 2141 50 1511 26140 2117 60 1581 31040 2095 70 1642 35910 2075

Таблица А3


degC ρ




10 1247 251 176 1416 0705 20 1205 259 181 1506 0703 30 1165 267 186 1600 0701 40 1128 276 191 1696 0699 50 1093 283 196 1795 0698 60 1060 290 201 1897 0696 70 1029 296 206 2002 0694 80 1000 305 211 2109 0692 90 0972 313 215 2210 0690

100 0946 321 219 2313 0688 120 0898 334 228 2545 0686


22

140 0854 349 237 2780 0684 160 0815 364 245 3009 0682 180 0779 378 253 3249 0681 200 0746 393 260 3485 0680

3













2








23











24













Элиста 2014


8











Q = W



17







Таблица 1


Номер

изме-

рения

Время

мин

В А mV t


ordmC




18






minus

sdotsdotsdot=44

0 100100всm

лTTSCEQ












7








NuNuNu

т

тэNu sdot

minus=ε






лообмен

-05

0

05

1

15

0 1 2 3 4 5 lg (Gr Pr)

lg Nu


6



+minus

+ε=

4ср

4ст

призл 100

273

100273

675tt

AQ


Таблица 1 В

ремя м

ин


оС

tcт оС

W Вт

0

5

10

15

hellip

d = l = ε пр =

tср = Qк = α =

Pr = Gr = Nu =




19


31

13

GrGrNuNu

lglglglg

nminusminus

=


Nu

lgn

lgC

sdot=





)(lgflg GrNu =


t стordmC

T вordmC

t срordmC

Q Вт

Qл

Вт

Qк

Вт

α Nu

Gr

Lg

Nu

lg G

r

С n



ности


20








5



Pr = ν а (4)





c = 05 n = 025








4





Qк = α ∆ t А (1)





Вт(мsdotК)



tlg

∆sdotν

β=

2

3Gr



β = 1 ( tcр+273) K -1

21





103 0 1000 4230 651 1790 137 100 10 1000 4190 575 1310 952 103 20 998 4190 599 1000 702 103 30 996 4180 616 804 542 103 40 992 4180 634 657 431 103 50 988 4180 648 549 354 103 60 983 4180 659 470 298 103 70 978 4190 668 406 255 103 80 972 4190 675 355 221 103 90 965 4190 680 315 195 103 100 958 4230 683 282 175

Таблица А2





10 991 05790 2264 12 1042 06865 2249 14 1087 07931 2237 16 1127 08980 2227 18 1163 10030 2217 20 1196 11070 2208 30 1329 16180 2171 40 1429 21200 2141 50 1511 26140 2117 60 1581 31040 2095 70 1642 35910 2075

Таблица А3


degC ρ




10 1247 251 176 1416 0705 20 1205 259 181 1506 0703 30 1165 267 186 1600 0701 40 1128 276 191 1696 0699 50 1093 283 196 1795 0698 60 1060 290 201 1897 0696 70 1029 296 206 2002 0694 80 1000 305 211 2109 0692 90 0972 313 215 2210 0690

100 0946 321 219 2313 0688 120 0898 334 228 2545 0686


22

140 0854 349 237 2780 0684 160 0815 364 245 3009 0682 180 0779 378 253 3249 0681 200 0746 393 260 3485 0680

3













2








23











24













Элиста 2014


18






minus

sdotsdotsdot=44

0 100100всm

лTTSCEQ












7








NuNuNu

т

тэNu sdot

minus=ε






лообмен

-05

0

05

1

15

0 1 2 3 4 5 lg (Gr Pr)

lg Nu


6



+minus

+ε=

4ср

4ст

призл 100

273

100273

675tt

AQ


Таблица 1 В

ремя м

ин


оС

tcт оС

W Вт

0

5

10

15

hellip

d = l = ε пр =

tср = Qк = α =

Pr = Gr = Nu =




19


31

13

GrGrNuNu

lglglglg

nminusminus

=


Nu

lgn

lgC

sdot=





)(lgflg GrNu =


t стordmC

T вordmC

t срordmC

Q Вт

Qл

Вт

Qк

Вт

α Nu

Gr

Lg

Nu

lg G

r

С n



ности


20








5



Pr = ν а (4)





c = 05 n = 025








4





Qк = α ∆ t А (1)





Вт(мsdotК)



tlg

∆sdotν

β=

2

3Gr



β = 1 ( tcр+273) K -1

21





103 0 1000 4230 651 1790 137 100 10 1000 4190 575 1310 952 103 20 998 4190 599 1000 702 103 30 996 4180 616 804 542 103 40 992 4180 634 657 431 103 50 988 4180 648 549 354 103 60 983 4180 659 470 298 103 70 978 4190 668 406 255 103 80 972 4190 675 355 221 103 90 965 4190 680 315 195 103 100 958 4230 683 282 175

Таблица А2





10 991 05790 2264 12 1042 06865 2249 14 1087 07931 2237 16 1127 08980 2227 18 1163 10030 2217 20 1196 11070 2208 30 1329 16180 2171 40 1429 21200 2141 50 1511 26140 2117 60 1581 31040 2095 70 1642 35910 2075

Таблица А3


degC ρ




10 1247 251 176 1416 0705 20 1205 259 181 1506 0703 30 1165 267 186 1600 0701 40 1128 276 191 1696 0699 50 1093 283 196 1795 0698 60 1060 290 201 1897 0696 70 1029 296 206 2002 0694 80 1000 305 211 2109 0692 90 0972 313 215 2210 0690

100 0946 321 219 2313 0688 120 0898 334 228 2545 0686


22

140 0854 349 237 2780 0684 160 0815 364 245 3009 0682 180 0779 378 253 3249 0681 200 0746 393 260 3485 0680

3













2








23











24













Элиста 2014


6



+minus

+ε=

4ср

4ст

призл 100

273

100273

675tt

AQ


Таблица 1 В

ремя м

ин


оС

tcт оС

W Вт

0

5

10

15

hellip

d = l = ε пр =

tср = Qк = α =

Pr = Gr = Nu =




19


31

13

GrGrNuNu

lglglglg

nminusminus

=


Nu

lgn

lgC

sdot=





)(lgflg GrNu =


t стordmC

T вordmC

t срordmC

Q Вт

Qл

Вт

Qк

Вт

α Nu

Gr

Lg

Nu

lg G

r

С n



ности


20








5



Pr = ν а (4)





c = 05 n = 025








4





Qк = α ∆ t А (1)





Вт(мsdotК)



tlg

∆sdotν

β=

2

3Gr



β = 1 ( tcр+273) K -1

21





103 0 1000 4230 651 1790 137 100 10 1000 4190 575 1310 952 103 20 998 4190 599 1000 702 103 30 996 4180 616 804 542 103 40 992 4180 634 657 431 103 50 988 4180 648 549 354 103 60 983 4180 659 470 298 103 70 978 4190 668 406 255 103 80 972 4190 675 355 221 103 90 965 4190 680 315 195 103 100 958 4230 683 282 175

Таблица А2





10 991 05790 2264 12 1042 06865 2249 14 1087 07931 2237 16 1127 08980 2227 18 1163 10030 2217 20 1196 11070 2208 30 1329 16180 2171 40 1429 21200 2141 50 1511 26140 2117 60 1581 31040 2095 70 1642 35910 2075

Таблица А3


degC ρ




10 1247 251 176 1416 0705 20 1205 259 181 1506 0703 30 1165 267 186 1600 0701 40 1128 276 191 1696 0699 50 1093 283 196 1795 0698 60 1060 290 201 1897 0696 70 1029 296 206 2002 0694 80 1000 305 211 2109 0692 90 0972 313 215 2210 0690

100 0946 321 219 2313 0688 120 0898 334 228 2545 0686


22

140 0854 349 237 2780 0684 160 0815 364 245 3009 0682 180 0779 378 253 3249 0681 200 0746 393 260 3485 0680

3













2








23











24













Элиста 2014


20








5



Pr = ν а (4)





c = 05 n = 025








4





Qк = α ∆ t А (1)





Вт(мsdotК)



tlg

∆sdotν

β=

2

3Gr



β = 1 ( tcр+273) K -1

21





103 0 1000 4230 651 1790 137 100 10 1000 4190 575 1310 952 103 20 998 4190 599 1000 702 103 30 996 4180 616 804 542 103 40 992 4180 634 657 431 103 50 988 4180 648 549 354 103 60 983 4180 659 470 298 103 70 978 4190 668 406 255 103 80 972 4190 675 355 221 103 90 965 4190 680 315 195 103 100 958 4230 683 282 175

Таблица А2





10 991 05790 2264 12 1042 06865 2249 14 1087 07931 2237 16 1127 08980 2227 18 1163 10030 2217 20 1196 11070 2208 30 1329 16180 2171 40 1429 21200 2141 50 1511 26140 2117 60 1581 31040 2095 70 1642 35910 2075

Таблица А3


degC ρ




10 1247 251 176 1416 0705 20 1205 259 181 1506 0703 30 1165 267 186 1600 0701 40 1128 276 191 1696 0699 50 1093 283 196 1795 0698 60 1060 290 201 1897 0696 70 1029 296 206 2002 0694 80 1000 305 211 2109 0692 90 0972 313 215 2210 0690

100 0946 321 219 2313 0688 120 0898 334 228 2545 0686


22

140 0854 349 237 2780 0684 160 0815 364 245 3009 0682 180 0779 378 253 3249 0681 200 0746 393 260 3485 0680

3













2








23











24













Элиста 2014


4





Qк = α ∆ t А (1)





Вт(мsdotК)



tlg

∆sdotν

β=

2

3Gr



β = 1 ( tcр+273) K -1

21





103 0 1000 4230 651 1790 137 100 10 1000 4190 575 1310 952 103 20 998 4190 599 1000 702 103 30 996 4180 616 804 542 103 40 992 4180 634 657 431 103 50 988 4180 648 549 354 103 60 983 4180 659 470 298 103 70 978 4190 668 406 255 103 80 972 4190 675 355 221 103 90 965 4190 680 315 195 103 100 958 4230 683 282 175

Таблица А2





10 991 05790 2264 12 1042 06865 2249 14 1087 07931 2237 16 1127 08980 2227 18 1163 10030 2217 20 1196 11070 2208 30 1329 16180 2171 40 1429 21200 2141 50 1511 26140 2117 60 1581 31040 2095 70 1642 35910 2075

Таблица А3


degC ρ




10 1247 251 176 1416 0705 20 1205 259 181 1506 0703 30 1165 267 186 1600 0701 40 1128 276 191 1696 0699 50 1093 283 196 1795 0698 60 1060 290 201 1897 0696 70 1029 296 206 2002 0694 80 1000 305 211 2109 0692 90 0972 313 215 2210 0690

100 0946 321 219 2313 0688 120 0898 334 228 2545 0686


22

140 0854 349 237 2780 0684 160 0815 364 245 3009 0682 180 0779 378 253 3249 0681 200 0746 393 260 3485 0680

3













2








23











24













Элиста 2014


22

140 0854 349 237 2780 0684 160 0815 364 245 3009 0682 180 0779 378 253 3249 0681 200 0746 393 260 3485 0680

3













2








23











24













Элиста 2014


2








23











24













Элиста 2014


24













Элиста 2014


Documents

156.физика среды и ограждающих конструкций методические указания к контрольной работе для студентов