Ćwiczenie 5 Ruch ciepła

Wiadomości wstępne

Ruch ciepła jest zjawiskiem powszechnym zarówno w technice Jak i w przy­rodzie. Występuje wszędzie tam, gdzie poj awiaj ą się różnice temperatury. Dlatego ruch ciepła może następować niezależnie od naszej woli, może też być wywołany działaniem zamierzonym.

W zależności od rodzaju procesu technologicznego celem może być stwo­rzenie warunków do jak najbardziej intensywnej wymiany ciepła (np. szybkie ogrzanie czy schłodzenie) lub ograniczenie wymiany ciepła - dla zminimalizo­wania strat ciepła.

Ze względu na fizyczną naturę procesu wyróżnia się trzy sposoby przenosze­nia ciepła: przewodzenie, konwekcję i promieniowanie. W praktyce często spo­soby te występują równocześnie, lecz zwykle jeden z tych rodzajów wymiany ciepła przeważa nad pozostałymi i może być rozpatrywany oddzielnie.

Ustalone przewodzenie ciepła

Przewodzenie ciepła jest to przekazywanie energii wewnętrznej między bezpośrednio stykającymi się częściami jednego lub różnych ciał. W płynach przekazywana jest energia kinetyczna atomów i cząsteczek, a w ciałach stałych energia drgań atomów w sieci krystalicznej i ruchu swobodnych elektronów. Wymiana ciepła wyłącznie przez przewodzenie ma miejsce w ciałach stałych, nieprzenikliwych dla promieniowania termicznego, oraz w płynach, gdy nie następuje przemieszczanie względem siebie makroskopowych części płynu (np. gdy płyn jest ogrzewany od góry).

Ze względu na mechanizm przewodzenia ciepła największe wartości prze­wodności cieplnej właściwej mają czyste metale, w których dominuje przewo­dzenie ciepła związane z ruchem swobodnych elektronów (np. srebro, miedź). Znacznie mniejsze wartości są charakterystyczne dla dielektryków, w których przenoszenie ciepła związane jest z drganiem atomów.

Jeżeli temperatura w każdym punkcie materiału nie zmienia się w czasie, wtedy określa się przewodzenie jako ustalone. Podczas ustalonego przewodze­nia ciepła w materiale powstaje pole temperaturowe, które jest funkcją tylko położenia punktu w przestrzeni, czyli t = f(x, y, z). Strumień ciepia .(0 ^_ ilość ciepła w jednostce czasu, przewodzony w warunkach ustalonych w kierunku osi x opisuje wzór Fouriera:

Q = I (5.1)

dx , ^ dx

gdzie: X-przewodność cieplna właściwa [W/(m • K)];A -powierzchnia wymiany

ciepła [m²]; ~ - gradient temperatury w kierunku prostopadłym do powierzchni

izotermicznej (w kierunku osi x) [K/m]; znak minus wprowadzony został, aby wartość Q przyjmowała wartości dodatnie (gradient temperatury jest ujemny).

Równanie określające strumień ciepła przewodzony przez ścianę płaską otrzymuje się po rozdzieleniu zmiennych i scałkowaniu w granicach od t\ do t₂

oraz od X] do ^

= ^ (5.2)

A X

igdzie: q - gęstość strumienia ciepła [W/m²] (strumień ciepła odniesiony do jednostkowej powierzchni); 8 = - jcj - grubość ściany.

Wyrażenie:

Best nazywane oporem przewodzenia ciepła przez ścianę płaską.

Opór przewodzenia odniesiony do jednostki pola powierzchni określa się pako opór cieplny właściwy i opisuje go zależność:

• X/, /l vt

W rzeczywistości wartość współczynnika przewodności cieplnej właściwej jest zależna od temperatury i wtedy całkowanie równania (5.1) prowadzi do gależności, w której występuje średni współczynnik przewodności właściwej:

K

i ? = (5.5)

| Dla liniowej zależności współczynnika przewodzenia ciepła od temperatury jego wartość średnia jest średnią arytmetyczną wartości określonych dla tempe­ratury żj i t₂'-

_v—43 —

(5.6)

Jeżeli przewodzenie ciepła następuje przez kilka warstw w kierunku prosto­padłym do nich, zakłada się, że kolejne warstwy przylegają do siebie dokładnie (brak między nimi powietrza), a więc temperatura powierzchni stykających się ze sobą jest taka sama. W warunkach przewodzenia ustalonego strumień ciepła (a więc jednocześnie gęstość strumienia) przewodzonego przez każdą warstwę jest taki sam i równa się ilości ciepła przewodzonego przez wszystkie warstwy. Jeżeli ściana płaska składa się z n-warstw, to gęstość strumienia przewodzonego przez /-tę warstwę (i = 1, 2,..., ń) jest równa:

h

tffib

(5.7)

(5.

Cl ~

Różnica temperatur między zewnętrznymi powierzchniami ściany n-war- stwowej (otrzymana po zsumowaniu różnic temperatury dla każdej z w-warstw) jest równa:

h - ⁼ # X T" (H-r*

Przekształcając wzór (5.8), otrzymuje się zależność na gęstość strumienia ciepła przewodzonego przez wielowarstwową ścianę płaską:

(5.9)

8;

fol

. Podczas przewodzenia ciepła przez ścianę cylindryczną ruch ciepła odbywa się wzdłuż pro- Rysunek 5.1. Przewodzenie ciepła mienia. Gdy przewodzenie ciepła jest ustalone, P^{reez ścian}e wielowarstwową

fol ^Ki

Opór przewodzenia ciepła przez ścianę pła­ską wielowarstwową jest równy sumie oporów przewodzenia ciepła przez poszczególne war­stwy (rys. 5.1). Podobnie opór cieplny właściwy ściany wielowarstwowej jest równy:

ⁿ "8-

(5.10)

fol

■—1—
lllpllfp iSrp IPIIIPPI		/ '////I/ M»fdt
	SJt2	'/ i/lj
lillltUl		IMI.
Sfellfl		/L/j ■lljjjl

zbiór punktów o stałej temperaturze stanowi powierzchnia walca długości L i o promieniu r. Zmiana temperatury następuje więc wzdłuż promienia. Zatem każde dwa punkty, w których temperatura jest różna, należą do innej powierzchni. Dlatego powierzchnię cylindryczną, przez którą następuje przewodzenia ciepła, określa się jako zmienną. Prawo Fouriera przybiera wówczas postać:

Q=Aq = -2nLX^ = 2liLX^-^ (5.11)

Przyjmując X = const oraz granice całkowania od r\ do n. i od t\ do t2, [otrzymuje się:

_Q=2KLX_{ti__t2)= Cl-'2) (5.12)

i ^r2 1 , ^r2 ln— ln—- ■

r\ 2%LX r\

Z równania (5.12) wynika, że opór cieplny przewodzenia ciepła przez ściankę [cylindryczną jest równy:

1 f"2 1 <a?2

Ric = -z—7-T-ln — = -—^ ln — (5.13)

^ 2 Ti LX r\ 2 7C LX d\ ^K '

Gęstość strumienia ciepła przewodzonego przez ścianę cylindryczną w kie- [runku prostopadłym do osi cylindra maleje wzdłuż promienia ze względu na Zwiększające się pole powierzchni bocznej cylindra. Dlatego wygodnie jest Iposługiwać się poj ęciem liniowej gęstości strumienia, będącą strumieniem ciepła ■przewodzonego przez jednostkę długości ściany cylindrycznej:

; - % (5.H)

ln — d\

Pojęciu liniowej gęstości strumienia odpowiada liniowy opór cieplny ściany cylindrycznej:

I k^T, ⁽⁵-¹⁵⁾

[ W praktyce często spotyka się ściany cylindryczne o małej grubości ścianki 28

i;(8). W przypadku gdy — « 1, w obliczeniach, z wystarczająca dokładnością, , .¹

można potraktować ścianę cylindryczną jak ścianę płaską. [ W przypadku ściany cylindrycznej wielowarstwowej opory cieplne wszyst­kich warstw oraz ich opory liniowe sumują się:

fol fol ' '

Liniowa gęstość strumienia ciepła przewodzonego przez eyłindiyczną ścianę wielowarstwową jest więc równa:

Ci-fr) (h-ti) 2%(t_x-t₂)

q, = = —— = - r (5.17)

^rrk* 1 ^ ¹ i ^dM V ¹ i ^dM

/=i ' ' r=i ' '

Wnikanie ciepła

Wnikanie ciepła jest to wymiana ciepła między ścianą a omywającym ją czynnikiem płynnym (cieczą, gazem, parą). Konwekcja to ruch makroskopowych części płynu wywołany bądź działaniem zewnętrznych sił masowych na części płynu o różnych gęstościach (konwekcja naturalna), bądź pracą pomp, sprężarek, dmuchaw, mieszadeł (konwekcja wymuszona).

Wielkością charakteryzującą intensywność procesu wnikania ciepła jest współczynnik wnikania (przejmowania) ciepła (a), który wyraża strumień ciepła wnikający od lub do jednostkowej powierzchni przy różnicy temperatury 1 K. Wielkość strumienia ciepła wnikającego od powierzchni do płynu lub od płynu do powierzchni określa wzór Newtona:

Q = qA=Aa{t\- *2) = (5.18)

. . a A

gdzie:

^R«=-h <⁵¹⁹> określa opór wnikania ciepła, który odniesiony do jednostkowej powierzchni nazywany jest oporem właściwym przejmowania ciepła.

Ruch makroskopowych części płynu może mieć charakter laminarny, przej­ściowy lub burzliwy (rys. 5.2). W rozwiniętym ruchu burzliwym opór wnikania ciepła jest związany głównie z grubością podwarstwy laminarnej. Współczynnik wnikania ciepła może być wtedy zdefiniowany jako:

K

a= —

m

m

X

gdzie: X_c — współczynnik przewodności ciep­lnej właściwej płynu; x - grubość zastępcza fikcyjnej warstwy granicznej płynącej ruchem laminarnym, w której miałby miejsce pełen spadek temperatury płynu (tj -t₂), a więc dla której opór cieplny właściwy przewodzenia

;(t~) jest taki sam, jak dla rzeczywistej kon-

I

Ib

y,

(5.20)

Kr

ninamy Durzmy

Rysunek 5.2. Zasada konwekcji ciepła (objaśnienia w tekście)

wĘm

.wę^gg

'■'ism mm

iwekcji.

W przypadku wymiany ciepła następującej bez zmiany stanu skupienia najbardziej korzystne warunki wnikania ciepła są więc przy burzliwym ruchu płynu. Im ruch jest bardziej burzliwy, tym podwarstwa laminarna jest cieńsza; wartość x maleje, a a rośnie. W ruchu laminarnym wymiana ciepła następuje głównie na drodze przewodzenia. W ruchu przejściowym wraz ze wzrostem prędkości następuje rozwijanie podwarstwy laminarnej, jej grubość maleje i jpoprawiąją się warunki wnikania ciepła.

W praktyce przenosi się to na zasadę, że wraz ze wzrostem prędkości [przepływającego płynu zwiększa się intensywność wnikania ciepła.

Bardzo silny wpływ na wartości współczynników wnikania ciepła ma zmiana stanu skupienia (wrzenie cieczy, skraplanie pary) na powierzchni ciała stałego, slstotne znaczenie dla opisu wnikania ciepła mają również warunki przejmowania ^ciepła (ustalone czy nie ustalone).

i Wartość współczynnika wnikania ciepła, której znajomość jest bardzo ważna przy projektowaniu procesów cieplnych, określa się na podstawie danych do- feriadczalnych. Można ją też obliczyć według równania wyprowadzonego z za­stosowaniem teorii podobieństwa. Podobieństwo przejmowania ciepła na powie- azchni ciała stałego istnieje wówczas, gdy ma miejsce podobieństwo geometry­czne kształtów ciała, podobieństwo właściwości fizycznych cieczy czy gazów, fedobieństwo pól temperaturowych oraz podobieństwo współczynników przej- mowania ciepła.

V Podobieństwo właściwości fizykochemicznych określane jest za pomocą liczby Prandtla:

(5.21)

gdzie: c - ciepło właściwe płynu [J/(kg • K)]; |X - lepkość płynu [Pa ■zewodność cieplna właściwa płynu [W/(m ■ K)].

łtodtóbeeóstwo termokinetyczne określane jest za pomocą liczby Nusselta: 1

Nui^ (5.22)1

A.

gdzie: a - współczynnik wnikania ciepła [W/(m² • K)]; d - wymiar charaktery J styczny [m].

Podobieństwo geometryczne wyrażane jest przez wymiar charakterystyczny!

d lub przez proporcje wymiarów charakterystycznych —, gdy L stanowi drugi j

charakterystyczny wymiar liniowy (np. długość rury, średnica rury).

W przypadku konwekcji wymuszonej kryterium podobieństwa hydrodyna-j micznego stanowi liczba Reynoldsa:

Re = ^ (5.23)1

M- I

gdzie: u - prędkość przepływu płynu [m/s]; p - gęstość płynu [kg/m³].

Podczas wymiany ciepław warunkach konwekcji naturalnej wmiejsce liczby j Reynoldsa wprowadza się liczbę Grashofa:

^{Gr =} (^£^)^pA' ⁽⁵'²⁴⁾ i

gdzie: P - współczynnik rozszerzalności objętościowej [l/K]; At - różnica temperatury między płynem a ścianką [K]; g - przyspieszenie ziemskie [m²/s].

Warunki podobieństwa określa się między innymi za pomocą analizy wymia­rowej, znając i uwzględniając wszystkie czynniki wpływające na przebieg pro­cesu w danych warunkach.

Podczas przejmowania ciepła w warunkach konwekcji wymuszonej współ­czynnik wnikania ciepła zależny jest od następujących czynników:

a =/c, nA p,u, d, L) (5.25)

Korzystając z zależności (5.25) i posługując się analizą wymiarową, można wyprowadzić ogólny wzór opisujący wnikanie ciepła w warunkach konwekcji wymuszonej:

Ntt-CR^Pr^fel (5.26)

Wartości stałej C oraz wykładników a,b,c w równaniu (5.26) zależą od rodzaju ruchu. Dla ich doboru należy najpierw obliczyć wartość liczby Re. Gdy ruch płynu ma charakter burzliwy (Re > 10 000), płyn ma lepkość zbliżoną do

wody, kryterium geometryczne jest nieistotne, to równanie (5.26) przybiera postać:

Nu = 0,023 Re⁰'⁸ Pi°>⁴ (5.27)

Gdy dodatkowo płynem jest gaz, liczba Prandtla przyjmuje stałą wartość i dla powietrza wynosi 0,722. Wówczas równanie (5.27) upraszcza się do postaci:

Nu = 0,021 Re⁰'⁸ (5.28)

W przypadku ruchu laminarnego (Re < 2100) wartości wykładników a, b, c w równaniu (5.26) są sobie równe, a ich wartość zależy od wartości iloczynu

- jN

Re • Pr • j .

W strefie przepływu przejściowego (2100 < Re < 10 000) wartość liczby Nu znajduje się na podstawie odpowiednich wykresów.

W przypadku konwekcji naturalnej a jest funkcją następujących parame­trów:

a =/c, ft, l, p, d, p, At, g) (5.29)

Zatem liczbę Nusselta można wyznaczyć z zależności:

Nu = (Gr • (5.30)

Wartości stałej A oraz wykładnika b dobiera się w zależności od wartości iloczynu (Gr • Pr).

Promieniowanie

Promieniowanie termiczne polega na wysyłaniu przez ciała o temperaturze wyższej od zera bezwzględnego fal elektromagnetycznych. Długość emitowane­go promieniowania może zawierać się w całym zakresie widma elektromagne­tycznego lub obejmować tylko wybrany jego zakres. Ze względu na wymianę ciepła największe znaczenie ma promieniowanie w zakresie 0,4-100 |im, obej­mujące promieniowanie widzialne i podczerwone.

W wyniku promieniowania termicznego energia wewnętrzna ciała zamienia się w energię promieniowania elektromagnetycznego, która z kolei może być całkowicie lub częściowo pochłonięta i powtórnie zamieniona w energię wewnę- fczną, czego obrazem jest wzrost temperatury. Każde ciało jest zdolne do emisji i pochłaniania promieniowania. Jeżeli ilość energii wypromieniowanej przez dane ciało jest różna od ilości energii pochłoniętej, mamy do czynienia z wymianą ciepła przez promieniowanie. Cechą charakterystyczną tego sposobu wymiany

fliji iT*" że może ona następować między ciałami rozdzielonymi ośrodkami przenikliwymi dla promieniowania termicznego (np. suchym powietrzem, w śro­dowisku o ciśnieniu znacznie niższym od atmosferycznego).

(5.31)

Wymiana ciepła przez promieniowanie towarzyszy często konwekcji, zwła­szcza tam, gdzie następują straty ciepła do otoczenia. Strumień ciepła wymienia­nego przez promieniowanie może być obliczony z zależności analogicznej do równania Newtona:

= -t₂)A

gdzie: a_p - współczynnik przejmowania ciepła przez promieniowanie [W/(m² ■ K)]; t\ - temperatura powierzchni [°C]; t₂ - temperatura otoczenia [°C]; A - po­wierzchnia emitująca promieniowanie [m²].

(5.32)

Współczynnik przejmowania ciepła przez promieniowanie (oc„) można okre­ślić z zależności:

r/rn	4	M]
IlSŁ

ei-2 C₀

h-ti

gdzie: £j_2 - zastępcza zdolność emisji; C_Q - stała promieniowania ciała dosko­nale czarnego równa 5,67 [W/(m² • K⁴)]; T\ i T₂- wartości temperatury t\ i t₂ wyrażone w skali bezwzględnej.

Zastępcza zdolność emisji jest funkcją współczynników emisji obu ciał (£j i £₂) i, w przypadku wymiany ciepła między równoległymi powierzchniami - mniejszą (A{)i większą (A₂), wyraża się wzorem:

1

(5.33)

e,_₂ =

ii A₂

— + 1 ^e2

Gdy A₂ » A j (np. gorący aparat w hali produkcyjnej), to £]_₂ « £j. Strumień ciepła wymieniany równocześnie przez konwekcję i promieniowa­nie jest równy sumie ciepła konwekcji (Q_k) i ciepła promieniowania (Q_p):

Q=Qk+Q_P (5.34)

Uwzględniając wzory (5.27) i (5.17), zależność (5.30) można zapisać: Q=(a_k + a_p)A(t_l-t2) (5.35)

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się ze sposobami przenoszenia ciepła: przewodzeniem, konwekcją i promieniowaniem. Określony zostanie strumień ciepła przewodzonego przez ścianę jedno- i wielowarstwową oraz wyznaczony profil spadku temperatury na granicy warstw przy przewodzeniu ciepła przez ścianę wielowarstwową. Wyznaczony zostanie doświadczalnie oraz obliczony strumień ciepła traconego przy przepływie gorącej wody przez nieizolowany rurociąg (z uwzględnieniem promieniowania). Zademonstrowany zostanie wpływ właściwości optycznych materiału na zdolność absorpcji promieniowania podczerwonego.

Opis stanowiska pomiarowego

Przewodzenie

Przez płytę grzejną 1 (rys. 5.3) przepływa gorąca woda z termostatu o tem­peraturze 80°C, utrzymuj ąc stałą temperaturę powierzchni grzejnej 2. Na wlocie i wylocie wody umieszczone sątermopary, które kontrolują temperaturę przepły­wającej wody. Na powierzchni grzejnej ułożona jest warstwa składająca się z trzech płyt 3 wykonanych z różnych materiałów, które są dobrymi przewo­dnikami ciepła lub izolatorami (aluminium, korek, celuloza, szkło, ołów, re- zoteks). Rodzaj płyt oraz kolejność ułożenia podaje prowadzący ćwiczenie. Między płytą grzejną a pierwszą warstwą oraz między kolejnymi warstwami umieszczone są termopary podłączone do rejestratora temperatury 4. Ułożona warstwa jest dociśnięta od góry 5 w celu zapewnienia dokładnego przylegania poszczególnych warstw.

Rysunek 5.3. Schemat stanowiska do badania procesu przewodzenia ciepła (objaśnienia w tekście)

IMunie

Przez (Bugi, nieizolowany rurociąg 1 wykonany z rurki miedzianej (rys. 5.4) przepływa gorąca woda. Na wlocie i wylocie zamontowane sątermopary mierzą­ce temperaturę wlotową (fj) i wylotową (f₂). Cztery termopary przymocowane do powierzchni zewnętrznej rurociągu są równomiernie rozmieszczone wzdłuż jego długości, mierząc temperaturę powierzchni (od do f₆), od której wnika ciepło do otoczenia. Wartości temperatury od f₃ do wyrażone w °C, odczyty­wane są na skanerze temperatury 2.

2

Rysunek 5.4. Schemat stanowiska do badania współczynnika wnikania ciepła (objaśnienia w tekście)

Wykonanie ćwiczenia

Przewodzenie

Włączyć przepływ gorącą wody przez płytę grzejną. Obserwując wskazani! termopar na wlocie i wylocie, odczekać, aż ustalą się warunki wymiany ciepła Zmierzyć z dokładnością do 0,1 mm grubość każdej z płyt w czterech różnycl miejscach oraz zidentyfikować rodzaj materiału, z którego są one wykonane Ułożyć warstwę płyt, umieszczając między nimi (w osi symetrii) termopar Ułożoną warstwę docisnąć od góry, aby zapewnić dokładne przyleganie poszcz< gólnych płyt. Co 30 sekund odczytywać wskazania termopar na skanerze temp< ratury. Odczyty prowadzić do chwili ustalenia się temperatury w każdym punkc pomiarowym. Po osiągnięciu ustalonego przewodzenia za pomocą piromet zmierzyć temperaturę górnej powierzchni górnej płyty (pamiętać o wprowadź niu do pirometru odpowiedniej wartości współczynnika emisyjności odczytał z tablic dla konkretnego materiału).

Wnikanie

Włączyć przepływ wody przez rurociąg. Notować wskazania termopar m rżących temperaturę na wlocie i wylocie oraz w czterech punktachnapowierzc rurociągu, do momentu uzyskania tych samych wartości przy kolejnym odczyi |Zmierzyć natężenie przepływu wody, mierząc stoperem czas wypływu 2 litrów wody. Pomiar wykonać w trzech powtórzeniach. Zmierzyć temperaturę otoczenia w pewnej odległości od rurociągu. Z wymiarować zewnętrzną powierzchnię ru­rociągu.

Promieniowanie

Dwie kostki sześcienne, wycięte z materiału roślinnego, o boku 2 centyme­trów, owinąć dokładnie: jedną - folią aluminiową, drugą - czarną kalką ołówko­wą- Tuż pod górną powierzchnią obu kostek oraz na głębokości 3 mm umieścić termopary. Kostki umieścić pod włączonymi promiennikami podczerwieni. Re­jestrować wskazania termopar co 60 sekund przez 15 minut.

Opracowanie i interpretacja wyników

Przewodzenie

1. Na podstawie pomiarów grubości każdej płyty określić jej wartość średnią

2. Znaleźć w tablicach przewodność cieplną właściwą dla poszczególnych materiałów.

3. Obliczyć opór cieplny właściwy warstwy oraz gęstość strumienia ciepła |(<jr) przewodzonego przez wielowarstwę.

4. Zakładając, że w doświadczeniu osiągnięto stan ustalony (strumień ciepła ^przewodzonego przez wszystkie warstwy jest równy strumieniowi ciepła prze­rodzonego przez każdą z płyt), obliczyć gradient temperatury na każdej płycie.

5. Wartości obliczone porównać z wartościami zmierzonymi za pomocą Itermopar. Przedstawić wyjaśnienie ewentualnych rozbieżności.

6. Sporządzić w układzie t =f(x) wykres zmian temperatury w zależności [od sumarycznej grubości warstwy. Na jego podstawie wyjaśnić, co wpływa na Iwielkość gradientu temperatury przy przewodzeniu ciepła przez poszczególne fcłyty.

Wnikanie

a. Obliczyć strumień ciepła tracony przez wodę przy przepływie przez Bbadanyruroęiąg ze wzoru:

|0str= ^VP ^c ('wlot - 'wylot) t V ——- i o ₀

Łdzie: V - objętościowe natężenie przepływu [m³/s]; p - gęstość wody w ■smperaturze średniej między wlotem i wylotem [kg/m³]; c - ciepło właściwe [wody w średniej temperaturze strugi [J/(kg • K)]; f_wj_ot - temperatura wlotowa [°C]; : 'wylot^_ temperatura wylotowa [°C].

— 53 W

k. Obliczyć średnią temperaturę powierzchni rurociągu (średnią arytmety-, cznąztjdo/g).

, cl Z odpowiednich równań kryterialnych dotyczących konwekcji naturalnej obliczyć konwekcyjny współczynnik wnikania ciepła (a*) od powierzchna zewnętrznej do otoczenia (pamiętać, że parametry fizyczne powietrza należy] odczytać z tablic dla temperatury średniej ze średniej temperatury ścianki i tem-j peratury otoczenia).

1. Obliczyć powierzchnię wnikania ciepła od ścianki do powietrza (zewnę-j trzna powierzchnia rurociągu).

2. Obliczyć współczynnik wnikania ciepła przez promieniowanie.

3. Na podstawie zależności (5.31) obliczyć ilość ciepła traconego przez rurociąg przez konwekcję i promieniowanie.

4. Obliczone straty ciepła porównać z wartością wyznaczoną doświadczał-j nie (na podstawie różnicy temperatury między wlotem i wylotem).

5. Sformułować wnioski.

Promieniowanie

Przedstawić i omówić przebieg zmian temperatury w czasie w rozważanych punktach. Przedstawić spostrzeżenia.

— 44 —

— 42 —

—46 —

— 45 —

— 52 —

— 51 —

---