Wyznaczanie współczynnika konwekcji

Wyznaczanie współczynnika

konwekcji

1. Zestaw przyrządów

1. Komora pomiarowa z możliwością regulowania przepływu powietrza (ruchoma ścianka z pleksiglasu)

2. Zasilacz prądu stałego: wydajność prądowa = 5A , Uwy= min. 10V 3. Cyfrowy miernik temperatury.

4. Stoper 5. Suwmiarka 6. Metrówka

2. Przebieg pomiarów

Rys.1.1 Schemat układu pomiarowego

1. Sprawdzić zgodność elementów układu pomiarowego z powyższą listą.

2. Podłączyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem przedstawionym na rys. 1.1 3. Zamknij ściankę komory pomiarowej.

4. Włączyć miernik temperatury i odczytać jego wskazanie – temperaturę początkową (pokojową)

5. Zmierz długość i średnicę drutu

6. W obecności prowadzącego zajęcia – pokrętło regulacji ograniczenia prądowego ustawić w lewym skrajnym położeniu (co odpowiada wartości I = 0 A), a pokrętło regulacji napięcia ustawić na max. (co odpowiada wartości U = 15 V). Włączyć zasilacz.

7. Wartość prądu w obwodzie zmieniać co 0,1A lub 0,2A do chwili osiągnięcia temperatury ok. 130^oC.

8. Po każdorazowym ogrzaniu drutu odczekać około 3-5 min., aby ustabilizowała się temperatura. Zanotować uzyskaną temperaturę T.

9. Dla zadanej temperatury odczytać wartość napięcia i natężenia prądu.

10. Pomiary przeprowadzać do temperatury drutu nie większej niż 130^oC.

11. Wyniki pomiarów zapisać w tabeli pomiarowej

Tabela pomiarowa

Temperatura Ti

[^oC]

Napięcie U [V]

Natężenie I [A]

Temperatura otoczenia T0

[^oC]

Długość drutu L [m]

Średnica drutu d [m]

12. Wyłączyć zasilacz

13. Otworzyć ściankę komory pomiarowej do połowy wysokości

14. Dla otwartej komory, gdy temperatura drutu osiąganie temperaturę otoczenia powtórzyć pomiary pkt.6-11.

3. Analiza wyników pomiarów

1. Sporządź wykres zależności mocy od różnicy temperatur (T = Ti-T₀) dla obydwu przypadków (komora otwarta i zamknięta)

2. Wyznaczyć efektywny współczynnik przenikania ciepła h_eff dla obydwu przypadków

gdzie heff = hkon+hprom+hprzew

3. Na podstawie otrzymanych wyników narysuj wykres zależności efektywnego współczynnika przenikania ciepła od temperatury dla obydwu rozpatrywanych przypadków

4. Oszacuj wkład pochodzący od konwekcji do efektywnego współczynnika przenikania ciepła.