Lucrare de Laborator Nr. 3 - STUDIEREA TRANSFERULUI DE CĂLDURĂ PRIN CONVECŢIE LIBERĂ DE LA UN...

7/26/2019 Lucrare de Laborator Nr. 3 - STUDIEREA TRANSFERULUI DE CĂLDURĂ PRIN CONVECŢIE LIBERĂ DE LA UN CILINDRU…

http://slidepdf.com/reader/full/lucrare-de-laborator-nr-3-studierea-transferului-de-caldura-prin-convectie 1/5

Ministerul Educaţiei al Republicii Moldova

Universitatea Tehnică a Moldovei

Facultatea: ” Inginerie Mecanică, Industrială șiTransporturi”

Departamentul: „Procese, Mașini și parateIndustriale”

STUDIEREA TRANSFERULUIDE CĂLDURĂ PRIN CONVECŢIE

LIBERĂDE LA UN CILINDRUORIZONTAL LUN

Lucrare de laborator la disciplina:

Termotehnica

A efectuat: st. gr. MAIA-141

Boubătrîn Constantin

A verificat: dr., conf. univ.

u uț Aurel



!"i#inău $%1&1. 'copul lucrării: Determinarea experimentală a coeficientului de transfer de căldură lamişcarea liberă a aerului pe suprafaţa exterioară a unui cilindru orizontal lung şi dependenţeiacestui coeficient de diferenţa de temperatură între suprafaţa cilindrului şi aerul înconjurător;

prelucrarea rezultatelor experimentale sub formă de ecuaţie criterială; compararea ecuaţieiobţinute cu cea din literatură.

$. 'c"e(a instala iei i descrierea (odului de func ionare.ț ș ț

nstala ia de laborator !fig."# este compusă din $ evi cu lungimea de l % &'() m. *tratulț ț

cilindric de material ! eava "+nisip' eava ,+lut' eava $ - ...# are diametrul exterior dț ț ț , % mm

i interior dș " % ") mm. /n interiorul evii este instalat un încălzitor electric. ntensitateaț

curentului se reglează cu un autotransformator de laborator' iar puterea se determină dupăindica iile ampermetrului i voltmetrului.ț ș

0igura." *c1ema instalaţiei pentru determinarea coeficientului conductibilităţii termice amaterialelor:

" + materialul studiat' , + încălzitor electric' $ + termoizolaţie' + ampermetru' ) + voltmetru'( + autotransformator' 2 + termocupluri' 3 + indicatorul temperaturii.

4entru măsurarea temperaturii pe suprafe ele interioare i exterioare a stratului cilindric deț ș

material sunt instalate c5te trei termocupluri' indica iile cărora se citesc pe panoul standului.ț

65mpul unidimensional al stratului cilindric de material t=f(r) se asigură la instala iaț

experimentală prin alegerea lungimii evii cu mult mai mare dec5t diametrul exterior. 6apeteleț

evii sunt termoizolate. /ncălzitorul electric are spiralele repartizate uniform în lungime.ț

). *esfă urarea e+peri(entului.ș

7xperimentele se vor desfăşura la instalaţia din lucrarea precedentă' folosind numai una

din ţevi' celelalte răm5n5nd neîncălzite. *e vor înregistra intensitatea şi tensiunea curentului'temperaturile exterioare ale ţevii şi temperatura aerului exterior !din încăpere#. Datele



experimentale şi rezultatele calculelor se vor introduce în tab.".

*e vor efectua două experimente' regimurile instal5ndu-se de către profesor.

4. abelul cu datele e+peri(entale i de calcul.ș

abelul 1

8 r . e

x p e r i m e n t u l u i

8 r

. m ă s u r ă t o r i i

9emperaturilesuprafe eiț t s'6

9 e m p e r a t u r a m e d i u l u i t m ,

° C

9 e n s i u n e a c u r e n t u l u i U ' ;

n t e n s i t a

t e a c u r e n t u l u i I ' A

6 o e f i c i e n t u l d

e c o n v e c i e < ' = > ! m

ț

, ? #

6 r i t e r i u l 8 u s s e l t

6 r i t e r i u l @ r a s 1 o f

6 r i

t e r i u l 4 r a n d t l

" , $

"

" (3 2 (,

," 2& " ",', ,$') '&2B"&), 2& 2( ($ 2, 2 ((

Cedie

2&'""

,

" " "( ",&

,$ "","'$)

"&'&( "',, ",',B"&"&, ")

"(2

"$&

$ ""(

"$

Cedie

"3

. !alculele efectuate.

α = Qc

π dc l (t s−t m) , coeficientul de transfer de c ăldură prin convecție .

unde: Qc + cantitatea de căldură evacuată de pe suprafa a evii prin convec ie' în =.ț ț ț

Qc = Q – Qr ;

Q = UI + cantitatea de căldură degajată de încălzitor.Qr - cantitatea de căldură evacuată de pe suprafa a evii prin radia ie' în =.ț ț ț

Qr=π de lε c0[( T s

100)4

−( T m100 )

4

]unde: d e iș l + dimensiunile cilindrului.

εc0 + coeficientul de radia ie al cilindrului.ț εc0 % &') =>!m,? #.



T s iș T m + valorile absolute ale temperaturilor respective' în ?.

6riteriul 8usselt: N u=αd

λ

6riteriul @ras1of:

m

t s−t ¿d3

¿g¿

Gr=¿

6riteriul 4randtl: Pr=

v

a

Calculul experimentului !

Q % 2& B " % 2&;T s % ,2$'" 2&'"" % $$',) ? T m % ,2$'" ," % ,'" ?

Qr=3,14∗0,05∗0,7∗0,5 [( 343,25100 )4

−( 294,14100 )4

]=3,52

Qc % 2& + $'), % (('3;

α = 66,48

3,14∗0,05∗0,7 (70,11−21)=12,32 ;

" % &'&,$) 2'$ B "&-) B ," % &'&,(;

N u=12,32∗0,05

0,026=23,7 ;

v=(13,233+0,0934∗21)

106

=1,519∗10−5;

Gr=9,81∗(70,11−21 )∗0,053

294,14∗(1,519∗10−5)2 =8,873∗105

Calculul experimentului #!

Q % "", B "'$) % ")"',;T s % ,2$'" "3 % ,"'" ? T m % ,2$'" ,$ % ,('" ?

Qr=3,14∗0,05∗0,7∗0,5 [( 421,14100 )4

−( 296,14100 )4

]=13,06

Qc % ")"', - "$'&( % "$3'";

α = 138,14

3,14∗0,05∗0,7 (148−23)=10,06 ;

" % &'&,$) 2'$ B "&-) B ,$ % &'&,("2(,;

N u=10,06∗0,05

0,0261762=19,22;

v=(13,233+0,0934∗23)

106

=1,538∗10−5;

Gr=9,81

∗(148

−23 )

∗0,05

3

296,14∗(1,538∗10−5)2=2,188∗10

6



&. epre/entarea graficelor.

60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

9.5

10

10.5

11

11.5

12

12.5

13

α=φ τ)

t, 0C

α, Ω/ µ2Κ)

@raficul a =f( t) cu ecuaţia respectivă.

13.20 13.40 13.60 13.80 14.00 14.20 14.40

2.85

2.90

2.95

3.00

3.05

3.10

3.15

3.20

f(x) = - 0.23x + 6.26

Nu=f(GrPr)

ln(GrPr)

ln Nu

@raficul ln ($u) = f (ln(%&'r)).

0. !onclu/ii: 7fectu5nd a treia lucrare de laborator' am studiat transferul de căldură princonvec ie liberă de la un cilindru orizontal lung.ț /n urma calculelor am ob inut date nu preaț

asteptate' din cauza regimului care nu s-a stabilizat.

Lucrare de Laborator Nr. 3 - STUDIEREA TRANSFERULUI DE CĂLDURĂ PRIN CONVECŢIE LIBERĂ DE LA UN...

Documents

Transcript of Lucrare de Laborator Nr. 3 - STUDIEREA TRANSFERULUI DE CĂLDURĂ PRIN CONVECŢIE LIBERĂ DE LA UN...