Определение коэффициента теплоотдачи. Лыгденов Б.Д - 3 стр.

UptoLike

Лабораторная работа
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА
ТЕПЛООТДАЧИ
Как известно, теплоотдача может осуществляться
тремя основными процессами; лучеиспусканием,
теплопроводностью и конвекцией. В практике
художественного материаловедения при охлаждении
изделий наибольший интерес представляет теплоотдача в
газообразные; (воздух) или жидкие (вода) среды. В этом
случае теплоотдача, обусловленная теплопроводностью,
пренебрежимо мала.
Оценку теплоотдачи, связанной с лучеиспусканием и
конвекцией, можно провести следующим образом.
Тело, нагретое до температуры Т
1
, излучает в
окружающее пространство с каждой единицы своей
поверхности в единицу времени количество теплоты,
определяемое законом СтефанаБольцмана:
4
11
TAq
σ
= ,
где А константа, характеризующая излучающую
способность тела; σ - универсальная постоянная (константа
Стефана-Больцмана); T
1
- абсолютная температура.
Константа А для абсолютно черного тела равна 1, для
всех других - меньше 1. Однако в связи с тем, что
излучающее тело находится в окружающем его
пространстве, температура которого T
2
, одновременно
каждая единица поверхности тела в единицу времени
поглощает из окружающего пространства количество
теплоты
4
22
TAq
σ
=
Таким образом, общая потеря теплоты на излучение с
единицы поверхности в единицу времени равна:
).(
4
2
4
121
TTAqqq ==
σ
π
Теплоотдача с единицы поверхности нагретого тела в
единицу
времени, связанная с конвекцией, выражается
следующей зависимостью:
)(
21
TTq
kk
=
α
,
где
k
α
- коэффициент теплоотдачи конвекции.
Общая теплоотдача, связанная как с лучеиспусканием,
так и с конвекцией, равна:
).()(
21
4
2
4
1
TTTTAqqq
kkл
+=+=
ασ
Полученное выражение можно записать
в следующем
виде:
),()(
2121
TTTTqqq
kлkл
+
=
+
=
α
α
где
л
α
- коэффициент теплоотдачи излучением,
,
)(
21
4
2
4
1
TT
TTA
л
=
σ
α
Или окончательно получим:
),(
21
TTqqq
kл
=
+
=
α
где
кл
λ
α
α
+
=
- суммарный коэффициент теплоотдачи.
Определив количество теплоты q и замерив
температуру T
1
и T
2
, можно определить коэффициент
теплоотдачи:
)/(
21
TTq
=
α
.
Задание 1. Определение суммарного коэффициента
теплоотдачи α.
Приборы и оборудование: 1) установка; 2) термопара;
3)
потенциометр ПП-63; 4) сосуд Дьюара для холодных
спаев термопары.
Установка (рис. 1) представляет собой трубчатый
кварцевый инфракрасный нагреватель, закрепленный в
штативе. Нагреватель питается электроэнергией через
ЛАТР (типа РНШ). Напряжение и ток замеряются по
3 4