Экспериментальное изучение конвективного теплообмена

Метод стационарного теплового потока.

При изучении процессов конвективного теплообмена искомой величиной является коэффициент теплоотдачи а. Для его определения используют различные методы. Наиболее распространен так называемый метод стационарного теплового потока, согласно которому средний коэффициент теплоотдачи находят в соответствии с (8.2):

Как следует из уравнения (8.69), для определения а в опытах необходимо измерять тепловой поток Ф, температуру стенки твердого тела ?ст и температуру жидкости t.

Способы подвода теплоты к исследуемой жидкости могут быть различными. Выбор исследователем того или иного способа подвода и метода определения теплового потока зависит от вида конвективного теплообмена (свободная или вынужденная конвекция), формы и размеров поверхности нагрева, от поставленных задач в опытах и т.д.

Наиболее простой способ подвода теплоты к рабочему телу — это нагрев поверхности теплообмена площадью А с помощью электрического нагревателя. Тепловой поток (Вт) в этом случае определяется по замеренным в опытах силе тока / (А) и падению напряжения ДU (В) в нагревателе:

Большие тепловые потоки в опытах могут быть также получены при пропускании через непосредственно поверхность нагрева постоянного тока низкого напряжения.

При исследовании теплообмена жидкости в трубах и других каналах подводить (отводить) теплоту можно в результате изменения энтальпии нагретой (охлажденной) однофазной жидкости. Тепловой поток (Вт) в этом случае находят по уравнению теплового баланса: где тл — массовый расход жидкости; срт — средняя удельная изобарная теплоемкость жидкости, Дж/(кг • К); t'm и t" — соответственно температура жидкости на входе и выходе из опытной установки, °С.

При обогреве поверхности теплообмена конденсирующимся паром тепловой ноток (Вт) можно определить по формуле

где тх массовый расход пара, кг/с; i и iK удельная энтальпия соответственно конденсирующегося пара и конденсата.

Кроме рассмотренных способов тепловой поток в опытах может быть определен и другими методами, описание которых приводится в специальной литературе.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >