inżynieria ćw

ĆWICZENIE 10

WNIKANIE CIEPŁA OD ŚCIANKI DO POWIETRZA

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wartości współczynników wnikania ciepła dla konwekcji swobodnej w przestrzeni nieograniczonej i konwekcji swobodnej. Określa się także wpływ promieniowania cieplnego na wartość współczynnika wnikania ciepła dla konwekcji swobodnej oraz porównuje wartości wyznaczonych doświadczalnie i obliczonych teoretycznie współczynników wnikania ciepła dla konwekcji wymuszonej.

2. Schemat aparatury.

Schemat stanowiska doświadczalnego: 1 – wentylator, 2, 3, 4, 5 – czujniki temperatury, 6 – wymiennik, 7 – króciec wylotowy powietrza, 8 – przewód pary, 9 – wytwornica pary, 10 – cieczowskaz, 11 – przegroda, 12 – skraplacz nadmiaru pary, 13, 14 – chłodnice kondensatu, 15, 16 – zbiorniczki pomiarowe, 17, 18 – zawory, 19, 20, 21 – latarki kontrolne, 22 – lejek, 23 – wyłącznik główny, 24 – bezpieczniki, 25 – włącznik pomiaru temperatur ,przełącznik odczytu temperatury, 27 – zasilanie wytwornicy pary, 28 – włącznik wentylatora, 29 – odczyt temperatury, 30 – regulator częstości obrotowej wentylatora

a) Obliczenie strumienia ciepła.

gdzie:

Vk – objętość kondensatu w zbiorniczku pomiarowym [m3]

1) ρk – gęstość kondensatu [kg/m3]

2) r – ciepło kondensacji pary wodnej pod ciśnieniem atmosferycznym [J/kg]

τ - czas gromadzenia kondensatu równy wartości średniej z trzech oznaczeń [s]

Dla pierwszego pomiaru – konwekcja wymuszona

*1000*2260000

q = 224,88 [W]

Dla konwekcji swobodnej

2260000

q = 282,5 [W]

B. Obliczenie różnic temperatur dla konwekcji wymuszonej

[K]

[K]

15,61 [K]

c) Obliczenie powierzchni wymiany ciepła.

[m2]

D. Obliczenie doświadczalnego współczynnika wnikania ciepła

Dla konwekcji wymuszonej – pomiar pierwszy

Dla konwekcji swobodnej

E. Obliczanie błędu bezwzględnego dla doświadczalnego współczynnika wnikania ciepła

0,00004+0,00101+0,00431

0,00536 = 0,005

0,01038 = 0,01

F. Obliczenie wartości oraz wartości

G. Obliczenie liczby Grashofa

H. Liczba Prandtla

Przyjmuję liczbę Prandtla za wartość stałą Pr=0,722

I.

Pr*Gr = 12560000000*0,722 = 9,1*109

J. Ustalenie wartości liczby Nusselta

Iloczyn liczb Prandtla i Grashofa wynosi 9,1*109 i znajduje się w przedziale 2*107<Gr*Pr<1013, wniskujeze jest to przepływ burzliwy. Równanie będzie wyglądało następująco:

Nu = 0,14(Gr*Pr)1/3

g) Obliczenie liczby Nusselta.

gdzie:

d – średnica przewodu [m]

3) λ - przewodnictwo cieplne [W/m2⋅K]

h) Obliczenie liczby Reynoldsa.

u – średnia liniowa prędkość przepływu [m/s]

d – średnica przewodu [m]

4) ρ - gęstość płynu [kg/m3]

5) η - lepkość płynu [Pa⋅s]

L. Obliczenie teoretycznego współczynnika wnikania ciepła

4,87

0,485

M. Obliczenie błędu bezwzględnego dla teoretycznego współczynnika wnikania ciepła

0,37

0,07

N. Obliczenie temperatury powierzchni osłony izolacji wymiennika

O. Porównanie temperatury izolacji zmierzonej i wyznaczonej teoretycznie

295,15 +

P. Obliczenie strumienia ciepła przekazywanego od powierzchni osłony do otoczenia na drodze promieniowania.

25,3

R. Obliczenie wartości doświadczalnego współczynnika wnikania ciepła z równania bilansu

α3 = 16,66

4. Tabele podsumowujące.

Wyniki obliczeń dla konwekcji wymuszonej.

Lp.

q1

[W]

ΔT1

[K]

ΔT2

[K]

ΔTe

[K]

α1

[W/(m2K)

Re Nu lg Re lg Nu
1 244,88 40,3 3,3 15,61 14,56 11826,12 29,1 9,013 3,569
2 259,77 43,1 3,1 15,2 17,28 14591,9 34,6 9,182 3,538
3 316,08 41,9 2,7 14,3 22,35 20409,59 44,7 9,44 3,788

Wyniki obliczeń dla konwekcji swobodnej.

q2

[W]

Tz

[K]

Gr Pr

qp

[W]

q2-qp

[W]

α3

[W/(m2K)]

282,5 324,6 15,56*109 0,722 16,66

Ocena zgodności wartości doświadczalnych i teoretycznych.

Wartość α1 Δα1 α1-Δα1 α1+Δα1 α2 Δα2 α2-Δα2 α2+Δα2
Doświadczalna 14,56 0,01 14,55 14,57 11,04 0,005 11,035 11,045
Teoretyczna 0,485 0,07 0,415 0,555 4,87 0,37 4,5 5,24

Zgodność

+/-

Wartość Tz Δ Tz Tz-ΔTz Tz+ΔTz
Doświadczalna 616,4 0,1 616,3 616,5
Teoretyczna 320,2 0,1 324,5 324,7

Zgodność

+/-


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Optyka inżynierska Cw 4 Prążki równej grubości metoda interferencyjna
inżynieria ćw 10
inżynieria ćw 10
pwsz ioś kalisz Ćw. 6 POLARYMETRIA, inżynieria ochrony środowiska kalisz, a pwsz kalisz ioś, analiza
Zadania obliczeniowe w wersji Adama, Inżynieria Środowiska, 6 semestr, Urządzenia do oczyszczania śc
pwsz ioś kalisz Ćw 4 Spektrofotometria, inżynieria ochrony środowiska kalisz, a pwsz kalisz ioś, ana
Obliczenia cw 2, studia, materiały od roku wyżej, Inżynieria genetyczna, inżynieria
riddim zadanko, Dokumenty Inżynierskie, Ruch drogowy i miejski 2 cw
łącznośc ćw 3, Dokumenty Inżynierskie, Rózne
wm cw kratownica2(1), PW IŚ, Inżynier, SemII, WMiMB
Ćw 4 - Badanie twardości i udarności wybranych materiałów elektroizolacyjnych, Politechnika Poznańsk
sprawozdanie cw 1!(1), Inzynieria Materiałowa, I semestr, Elektrotechnika
Ćw 5 - Badanie pętli histerezy magnetycznej ferromagnetyków 2009, Politechnika Poznańska, Elektrotec
Symulacja E ogarnijtemat.com, SiMR inżynierskie, Semestr 4, Laboratorium Mechaniki Płynów, Ćwiczenia
sprawko przeplyw nasze ogarnijtemat.com, SiMR inżynierskie, Semestr 4, Laboratorium Mechaniki Płynów
FIZYKA - instrukcja, cw 9, WYŻSZA SZKOŁA INŻYNIERII DENTYSTYCZNEJ
Optyka inżynierska Sprawozdanie z Cw 8 sferometr

więcej podobnych podstron