Описание опытной установки и методика проведения эксперимента

Экспериментальные исследования конвективного теплообмена от горизонтальной трубы к окружающему воздуху при свободной конвекции реализуется с помощью метода имитационного моделирования.

Опытная установка состоит из тонкостенной трубы 1, выполненной из нержавеющей стали и находящейся в горизонтальном положении (рис. 1).

Рис. 1. Схема опытной установки по исследованию конвективного теплообмена от горизонтальной трубы при свободной конвекции

1 – опытная труба; 2 – цифровой вольтметр; 3 – дифференциальные хромель-копелевые термопары; 4– регулятор напряжения

В процессе эксперимента длина опытной трубы l может составлять от 0,5 до 1,0 м, а ее наружный диаметр d от 0,02 до 0,05 м. Размеры опытной трубы устанавливаются преподавателем, проводящем лабораторные занятия.

Опытная труба нагревается проходящим через нее электрическим током. Ток подается к опытной трубе через регулятор напряжения - понижающий трансформатор 4. Напряжение U, подаваемое на опытную трубу, может меняться с помощью регулятора напряжения и измеряется цифровым вольтметром 2, установленными на пульте управления № 1. Показания цифрового вольтметра может быть также снято с экрана монитора.

Температура атмосферного воздуха t_ж определяется жидкостным термометром, а перепад температур между наружной поверхностью опытной трубы и окружающей средой измеряются шестью дифференциальными хромель-копелевыми термопарами 3. Термопары расположены по периметру трубы под разным углом к ее вертикальной оси (рис. 1). Электродвижущая сила каждой из шести дифференциальных хромель-копелевых термопар преобразуется в разность температур, значение которой может быть снято с экрана монитора или с пульта управления № 4.

Перед проведением исследования лаборант или преподаватель, проводящий лабораторные занятия, устанавливает на стенд модель опытной установки, подключает модель к согласующему устройству, а затем включает компьютер. Из главного меню компьютера вызывается имитационная модель лабораторной установки «Исследование теплоотдачи при свободной конвекции». После загрузки имитационной модели экспериментальной установки через окно в меню «Параметры» устанавливаются геометрические характеристики опытной трубы (l, d – длину и диаметр опытной трубы).

При проведении эксперимента лаборант или преподаватель регулирует напряжение, подаваемое на опытную трубу. Студенты для каждого из задаваемых режимов фиксируют либо на экране монитора, либо на цифровых приборах пультов управления (№ 1, 4) параметры опытов и записывают их в таблицу опытных данных (табл. 3).

Таблица 3

Опытные данные по исследованию теплоотдачи при свободной конвекции

Наименование величины	Номер опыта
Напряжение, подаваемое на опытную трубу U, В
Длина трубы l, м

Продолжение табл. 3

Наружный диаметр трубы d, м
Температура окружающего воздуха tж, ^0С
Перепад температур между наружной поверхностью опытной трубы и окружающей средой , ^0С	Номера термопар

Число опытов определяется преподавателем, проводящим лабораторную работу.

Дата добавления: 2015-07-15