Cwicz  6

78

dwulogarytmicznym wykres zależności Nu - f(Gz). Dla wyznaczonej prostej można wyznaczyć stale n i C w równaniu Nu - C Gzⁿ.

Następnie obliczamy wartości maksymalnych bezwzględnych niepewności pomiarowych określenia doświadczalnego współczynnika wnikania ciepła oraz obliczamy teoretyczną wartość współczynnika wnikania ciepła z odpowiedniego dla wartości liczby Graetza równania (10.9 + 10.11) oraz określamy przedział ufności i oceniamy zgodność obliczonej wartości z wynikiem doświadczalnym. Opracowanie wyników należy przeprowadzić zgodnie z zasadami IUPAP.

Konwekcja swobodna. W pierwszym sposobie dla określonej doświadczalnie temperatury powierzchni płaszcza osłony wymiennika obliczyć należy wartość doświadczalnego współczynnika wnikania ciepła z zależności 10.3 (ot2 w tabeli wyników). Następnie określamy wartości liczb Grashoffa oraz Ptandtła w tej temperaturze. W zależności od wartości ich iloczynu z odpowiedniego wzoru (10.13 - 10.16) wyliczamy wartość teoretyczną współczynnika wnikania ciepła dla konwekcji swobodnej (02). Możemy wtedy określić przedziały ufności i ocenić zgodność wyników: wyznaczonego doświadczalnie i teoretycznego (obliczonego z zależności kiyterialnej).

W drugim sposobie wyznaczania współczynnika wnikania ciepła dla konwekcji swobodnej (a₃ w tabeli wyników) obliczamy wartość temperatury powierzchni osłony izolacji wymiennika ze wzoru (10.20). Zaniedbując spadek temperatury w ściance rury zewnętrznej oraz w ściance osłony izolacji i przyjmując temperaturę powierzchni wewnętrznej izolacji równą temperaturze kondensacji pary) obliczenie przeprowadza się ze wzoru

D

T =T,--ł    (10.20)

w którym: q„ - strumień ciepła obliczony z zależności (10.19) [W], T_t-temperatura kondensacji pary [K], L - wysokość wymiennika (L = 1,5 m), D_z -średnica zewnętrzna izolacji (D_z = 0,21 m), D_w - średnica wewnętrzna izolacji (D_w =0,198 m), T_z - temperatura powierzchni zewnętrznej izolacji [K],    -

przewodnictwo właściwe cieplne izolacji, 0,16 W/(mK). Obliczoną wartość temperatury powierzchni izolacji należy porównać z jej temperaturą zmierzoną.

Obliczamy strumień ciepła przekazywany od powierzchni osłony do otoczenia na drodze promieniowania (zależność 10.17) i obliczamy wartość (doświadczalnego) współczynnika wnikania ciepła a₃ z równania bilansu

Następnie obliczamy wartość (teoretycznego) współczynnika wnikania ciepła z zależności kryterialnęj (10.13 * 10.16), odpowiedniej dla danego zakresu wartości iloczynu liczb Grashoffa i Prandtla. Możemy wtedy określić przedziały ufności i ocenić zgodność wyników: wyznaczonego doświadczalnie i teoretycznego (obliczonego z zależności kryteriafaiej) współczynnika wnikania ciepła dla konwekcji swobodnej <23.

7. Literatura

1.    Cz. Strumiłło: Ruch ciepła, (skrypt PŁ), Łódź 1982, str. 19-29, 184-188, 300-317,342-350, 361-369,415^27,445-455.

2.    T. Hobler: Ruch ciepła i wymienniki, WNT, Warszawa 1986, str. 127-141, 242-253, 521 -525.

3.    H. Szydłowski: Teoria pomiarów, PWN, Warszawa, 1981.

4.    L. Kołodziejczyk: Pomiary w inżynierii sanitarnej, Arkady, Warszawa 1980, str. 19-45.