Лабораторный практикум по теплоснабжению. - 11 стр.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ - экспериментально определить коэффици-               В общем случае при неоднородном распределении
ент теплоотдачи на поверхности горизонтально расположен-     плотности жидкости сила тяжести не уравновешивается ар-
ного цилиндра при естественной конвекции в неограничен-      химедовой силой. В отличие от вынужденных конвективных
ном пространстве и сопоставить результаты опытов с расчет-   течений, обусловленных внешними причинами, свободные
ными данными.                                                (или естественные) конвективные течения возникают исклю-
                                                             чительно под действием неравномерности плотности жидко-
                  ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ                             сти или газа .
                                                                  Для инженерной практики важно знать и уметь опреде-
     Конвективный теплообмен – процесс переноса тепла        лять интенсивность теплообмена на поверхности, которая
при перемещении макрочастиц жидкости или газа относи-        характеризуется коэффициентом теплоотдачи. Под коэффи-
тельно поверхности твердого тела. Различают вынужденную      циентом теплоотдачи понимается количество теплоты, отда-
и свободную (естественную) конвекции. Вынужденное дви-       ваемое (или воспринимаемое) с единицы поверхности в еди-
жение жидкости реализуется за счет сил давления, которые     ницу времени при разности температур между поверхностью
создаются принудительно, например, насосом, компрессором     и средой в один градус
или набегающим потоком газа. Свободная (естественная)
конвекция создается в поле внешних массовых сил, имеющих                             qw
различную природу: гравитационные и электромагнитные                          α=                                   (1)
поля, центробежные или кариолиссовые силы и т.д. В част-                           Tw − T f
ном случае внешние массовые силы могут быть обусловлены
гравитационным полем Земли. В данном случае свободную             Где qw – плотность теплового потока, равная количест-
конвекцию принято называть тепловой гравитационной кон-      ву теплоты, отдаваемой с единицы поверхности за единицу
векцией. Гравитационное поле Земли оказывает влияние на      времени; Tw – температура поверхности, Tf - температура
движение жидкости только при наличии свободных поверх-       среды вне пограничного слоя , [α] = 1 Вт/(м2⋅К).
ностей или неоднородного распределения плотности жидко-
сти. При отсутствии свободных поверхностей и однородном           ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
распределении плотности жидкости или газа сила тяжести,
действующая на элемент объема среды, уравновешивается             Экспериментальная установка состоит из пульта управ-
архимедовой силой выталкивания и свободная конвекция не      ления (рис.1) с вмонтированным в него контрольно-
возникает.                                                   измерительным прибором, микропроцессором с клавиатурой
                                                             и рабочего участка.