12
12 Лабораторная установка Установка состоит из стеклянного баллона А, соединенного трубкой с манометром В и насосом Н. При помощи клапана К баллон А может быть соединен с атмосферой. Манометр В, наполненный водой, показывает из - быток давления воздуха в баллоне над атмосферным. 1. Насосом Н накачивают воздух в баллон А. Накачивание прекраща - ют, когда разность уровней жидкости в манометре В будет около 20 см. Через 3-4 минуты, после прекращения нагнетания воздуха, давление в бал- лоне становится постоянным. 2. Когда разность уровней жидкости в трубках (коленах) манометра перестанет уменьшаться, производят отсчет этой величины по шкале D. 3. Открывают клапан К и тот час же, как только уровни жидкости в коленах манометра сравняются, его закрывают. Когда разность уровней жидкости в коленах манометра, увеличиваясь от нуля, достигает постоян- ной величины , производят отсчет этой величины по шкале D. Для уста- новления постоянного давления после окончания адиабатического процес - са требуется примерно 3 или 4 минуты. 4. Величины и подставляют в формулу и вычисляют величину . Опыт повторяют 10 раз. Затем вычисляют среднее значение величи- ны . 5. Рассчитывают абсолютную и относительную ошибки по 10 изме- рениям. Контрольные вопросы 1. Дайте определение удельной теплоёмкости вещества. 2. Сформулируйте первое начало термодинамики . 13 3. Что понимают под внутренней энергией тела? Напишите фор- мулу для расчёта внутренней энергии тела. 4. Возможен ли в ходе адиабатического процесса обмен энергией между газом и окружающей средой ? ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА Цель работы: экспериментальным путем найти критериальное уравнение конвективного теплообмена при свободном движении воздуха около теплопередающей трубы , а также сравнить полученные результаты с литературными данными. Теоретические сведения Конвекцией называют процесс переноса теплоты при перемещении макрочастиц (макрообъемов ) газа или жидкости. Конвективным теплообменом называют процесс передачи теплоты, обусловленный совместным действием конвективного и молекулярного переноса теплоты. То есть конвективный теплообмен осуществляется од - новременно двумя способами : конвекцией и теплопроводностью . Режим движения жидкости может быть ламинарным или турбулент - ным. При ламинарном течении частицы жидкости движутся не перемеши- ваясь. При этом перенос теплоты по нормали к направлению течения осу- ществляется в основном путем теплопроводности . Ввиду того, что тепло- проводность жидкости (за исключением жидких металлов) весьма мала, интенсивность теплообмена при ламинарном течении невелика. При турбулентном течении теплота внутри потока распространяется как теплопроводностью, так и перемешиванием почти всей массы жидко- сти, за исключением вязкого подслоя, где молекулярный перенос теплоты преобладает над турбулентным. Поэтому теплообмен при турбулентном течении отличается большей интенсивностью, чем при ламинарном. При турбулентном режиме частицы жидкости или газа, двигаясь в поперечном сечении потока , не ударяются непосредственно о стенку, а действуют на пограничный слой и отдают ему свою теплоту. Далее передача теплоты осуществляется теплопроводностью. Конвективный теплообмен между движущейся средой и поверхно - стью ее раздела с другой средой (твердым телом, жидкостью или газом) называют теплоотдачей. Главной задачей теории конвективной теплоотдачи является опреде- ление количества теплоты, которое проходит через поверхность твердого тела, омываемого потоком . Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

156.Физика среды и ограждающих конструкций методические указания к контрольной работе для студентов

  • Upload
    ivanio

  • View
    237

  • Download
    11

Embed Size (px)

Citation preview

  • 12

    , . . , , - .

    1. . -, 20 . 3-4 , , - .

    2. () , D.

    3. ,

    , . , , - , D. - - 3 4 .

    4. .

    10 . - .

    5. 10 -.

    1. . 2. .

    13

    3. ? - .

    4. ?

    :

    , .

    () . ,

    . - : .

    -. -. - . , - ( ) , .

    , -, , . , . , , , . .

    - ( , ) .

    - , , .

    Copyright & A K-C

  • 14

    :

    )( ttSQ -=a , (1) Q () , ; S , , 2 ;

    )( tt - , ;

    t , , C;

    t , C; a ,

    - .

    dl

    =a , (2)

    l , / ; d , . ,

    , . -, .

    : 1. .

    l , , r , - , m . , - . ;

    2. (-, );

    3. (, , ). - . (, ..) . , , .

    : l - d , a , .

    . () . -

    11

    3. (r = r1) (r = r2) .

    4. -.

    5. .

    6. - . - .

    7. .

    : , -

    () .

    ,

    , , 1 .

    , , - :

    .

    , . , , - .

    , -, .. .

    Copyright & A K-C

  • 10

    . 2.

    3. . 4.

    -

    )(221

    1

    2

    ttldd

    lnQ

    -p

    =l

    , (1)

    l ; l , ; d1 d2

    , ; t1 , t2

    , C. 5. l -

    () -. , , .

    1.

    . 2. ql (

    ).

    0

    0

    20

    40

    60

    5 10 15 20 25 30 35

    t, C t 1

    t 2

    t ,

    15

    ( ) , . . : , .. - - .

    , - . , - . - , - .

    - :

    nc (GrPr)Nu = ), (3) Nu , -

    (.. -) , :

    lNu

    = ; (4)

    Pr , - ; - :

    Pr

    ==aa ; (5)

    Gr , , , - :

    23

    Gr

    tlg Db= , (6)

    , / ; l ( ,

    ), ; , /2 ; , /1 ; , 3/ ; t ; g , 2/ ; , 2/ ; a , 2/ ;

    Copyright & A K-C

  • 16

    , . :

    nC GrNu = (7)

    (. 1) - 1 120 , - 2.

    . 1.

    290 , , - . , , -, .

    , 1, 3, 4. - 5. - .

    1 - 6 7. - . 8 . 9. - 10. 1 - t1. 2, -

    9

    t

    . 1.

    1. - .

    2. , 5 , - - -. ( ) = 0. .1. - (.2). - , ( ).

    1

    W,

    ,

    ,

    ,

    ,

    0 5

    10 15

    l = _ _ _ _ _ _ _ _

    Copyright & A K-C

  • 8

    5. . 6.

    , .

    : 1.

    . 2.

    . 3.

    .

    7 8 (. 1). 9 , - . Q, - , W, :

    Q = W.

    13 - 14.

    7 - 1 6 . 10 - 11. 12, . - ( 1), .

    17

    1 t2. - 3 - , - t3. , - , .

    -

    . 3 40 , 60 80 .

    10 (, , -). 10 - 1, 2 3.

    , 0,1 mV. -. , , , . - 1.

    1

    -

    ,

    mV t

    mV mV C C ,3t

    C

    -

    mV . - - . , , - , - , - .

    Copyright & A K-C

  • 18

    - . - .

    1. , - ( ), - , :

    IUQ = , U , , ; I , . 2. ,

    ,

    -

    =44

    0 100100m

    TTSCEQ

    , E ( E =0,8);

    0 ( 0 = 5,77), 2/ ;

    S , , 2 ; T , ; cmT , ;

    : 273)(5,0 32 ++= ttTcm . 1. Q -

    , -:

    QQQ -= . 2. Q -

    , , - (1). a - = f (t).

    3. - (7), (4), (5), (6).

    4. n - (7):

    GrNu lgnClglg += .

    (. 2).

    7

    1. - Nu = 0,5 (GrPr )0,25 (. 2). -

    lg Nu = lg 0,5 + 0,25 lg( Gr Pr) 2. , -

    .

    . 2.

    3.

    %100

    NuNuNu

    Nu

    -=e

    1. ?

    ? 2.

    . 3. ,

    ? 4. -

    ?

    -0,5

    0

    0,5

    1

    1,5

    0 1 2 3 4 5 lg (Gr Pr)

    lg Nu

    Copyright & A K-C

  • 6

    3. Q : Q = Q Q ,

    Q . - - :

    +-

    +e=4

    4

    100

    273

    100273

    675tt

    A,Q,

    e - .

    1

    ,

    , D t ,

    tc,

    W,

    0

    5

    10

    15

    d = l = =

    t = Q = a =

    Pr = Gr = Nu =

    4. , (1). 5. , . -

    ( ). - 1.

    6. 2-3 , .

    19

    n - , ..

    31

    13

    GrGrNuNu

    lglglglg

    n--

    = .

    C : Gr

    Nu

    lgn

    lgC

    = .

    . 2 Nulg Grlg

    - :

    3330PrGr1350Nu ,)(, = GrPr>2107; 250PrGr540Nu ,)(, = GrPr

  • 20

    3. . 4. -

    ? 5. , -

    ? 6. -

    ? 7. ?

    , . 8.

    . ? 9. -

    ?

    5

    n , 2/ ;

    , - ()

    Pr = n / , (4)

    -, 2/.

    - - . - (Pr, Gr). , . :

    ` Nu = ( Gr Pr ) n. (5)

    c n, (5), - - . 510 2 < Gr Pr < 210 7 :

    c = 0,5 ; n = 0,25,

    :

    ` Nu = 0,5 ( Gr Pr ) 0,25.

    - Nu , -.

    1. . 1 .

    2. , - . 1, tc, tc -. , - .

    Copyright & A K-C

  • 4

    . - , , -, - t. - ( 1). - t .

    -

    . :

    Q = a D t , (1)

    Q , ; a , /(2 ); -, 2; D t = t tc , ; t - , ; t (- ), .

    - . :

    , -

    Nu = a l / l , (2) l ,

    /();

    l -, - , ;

    ,

    tlg

    Dn

    b=

    2

    3Gr

    , (3) g , /2;

    b , -

    b = 1 /( tc+273) , K -1 ;

    21

    .1

    , T, C r , 3/ , / , 210 - , / , 610 - , c cmPr

    1,03 0 1000 4230 65,1 1790 13,7 1,00 10 1000 4190 57,5 1310 9,52 1,03 20 998 4190 59,9 1000 7,02 1,03 30 996 4180 61,6 804 5,42 1,03 40 992 4180 63,4 657 4,31 1,03 50 988 4180 64,8 549 3,54 1,03 60 983 4180 65,9 470 2,98 1,03 70 978 4190 66,8 406 2,55 1,03 80 972 4190 67,5 355 2,21 1,03 90 965 4190 68,0 315 1,95 1,03 100 958 4230 68,3 282 1,75

    .2

    (-

    ), 2/ -

    , ,

    3/

    r, / 1,0 99,1 0,5790 2264 1,2 104,2 0,6865 2249 1,4 108,7 0,7931 2237 1,6 112,7 0,8980 2227 1,8 116,3 1,0030 2217 2,0 119,6 1,1070 2208 3,0 132,9 1,6180 2171 4,0 142,9 2,1200 2141 5,0 151,1 2,6140 2117 6,0 158,1 3,1040 2095 7,0 164,2 3,5910 2075

    .3

    t,

    C r ,

    3/ , 210 -

    / , /10 28-

    , /10 26- Pr

    10 1,247 2,51 17,6 14,16 0,705 20 1,205 2,59 18,1 15,06 0,703 30 1,165 2,67 18,6 16,00 0,701 40 1,128 2,76 19,1 16,96 0,699 50 1,093 2,83 19,6 17,95 0,698 60 1,060 2,90 20,1 18,97 0,696 70 1,029 2,96 20,6 20,02 0,694 80 1,000 3,05 21,1 21,09 0,692 90 0,972 3,13 21,5 22,10 0,690

    100 0,946 3,21 21,9 23,13 0,688 120 0,898 3,34 22,8 25,45 0,686

    Copyright & A K-C

  • 22

    140 0,854 3,49 23,7 27,80 0,684 160 0,815 3,64 24,5 30,09 0,682 180 0,779 3,78 25,3 32,49 0,681 200 0,746 3,93 26,0 34,85 0,680

    3

    : 1. -

    - ( -).

    2. -.

    -

    - (. 1).

    , , ,

    . W - Q .

    . - - . -

    . 1.

    Copyright & A K-C

  • 2

    . . , . ..

    :

    270800.62 -. () : . -: , / . -; . .. . , 2014. 24 .

    , -, , , ; .

    - -

    . . . , . ..

    23

    1. , .. :

    / .. . .: ., 1980. 469 .

    2. , .. : - / .. [ .]; . .. . 3- ., . . .: , 1991. 384 .: .

    3. , .. : / .. [ .]; . .. . .: . ., 1999. 671 .

    4. , .. / .. , .. ; . .. . .: . ., 1986. 383 .: .

    5. , .. : . / .. , .. . .: . ., 2000. 261 .

    6. , .. : . / .. [ .]; . . .. -. .: . ., 1988. 216 .

    7. , .. / . .. . .: -, 1986. 432 .

    8. , .. : / .. [ .]; . .. . 2- ., . . .: -, 1991. 224 .

    Copyright & A K-C

  • 24

    24.02.14. 6084/16. . . 1. . . . 1,39.

    2 . 2464.

    . 358000 , . , 11

    _____

    -

    270800.62 () :

    : ,

    2014

    Copyright & A K-C