Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов дневной и заочной форм обучения Дисциплина «теплотехника»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТУРИЗМА И СЕРВИСА»

ФГОУВПО «РГУТиС»

Технический факультет

Кафедра «Безопасность труда и инженерная экология»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

__________д.э.н., профессор Новикова Н.Г.

«_____»_______________________200__г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

для студентов дневной и заочной форм обучения

Дисциплина «ТЕПЛОТЕХНИКА»

Специальность 100101 «Сервис»

Специальность 150400 «Технологические машины и оборудование»

Специальность 150408 «Бытовые машины и приборы»

Специальность 250403 «Технология деревообработки»

Специальность 280202 «Инженерная защита окружающей среды»

Москва 200_г.

Методические указания по выполнению лабораторных работ составлены на основании рабочей программы дисциплины «Теплотехника».

Методические указания по выполнению лабораторных работ рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Безопасность труда и инженерная экология».

Протокол №____ «___»___________200_г.

Зав. кафедрой д.т.н., профессор Пелевин Ф.В.

Методические указания по выполнению лабораторных работ одобрены Учебно-методическим советом ФГОУВПО «РГУТиС»

Протокол № ________ «____»_______________200_г.

Методические указания по выполнению лабораторных работ
разработаны:

К.т.н., доцент кафедры

«Безопасность труда и

инженерная экология» к.т.н., доцент Зайцева Е.К.

«Безопасность труда и

инженерная экология» д.т.н., профессор Пелевин Ф.В.

Согласовано:

Зам. проректора - начальник

Учебно-методического управления к.э.н. доцент Дуборкина И.А

Начальник

Учебно-методического отдела Рыженок Н.В.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В основе естественных наук помимо наблюдений лежат измерения. Полученные в результате измерений числовые значения различных величин чаще всего зависят друг от друга. Естественные науки и устанавливают связь между такими величинами. Для всех естественных наук существует единый подход к накоплению и обработке фактического материала, т.е. единая методология.

Главная задача проведения экспериментальных лабораторных работ по дисциплине «Теплотехника» состоит в том, чтобы привить студентам навыки самостоятельной работы с различными измерительными приборами и инструментами, сформировать знания теплотехнической терминологии, основ теплотехнических расчетов, в том числе по теплоообмену, знания о термодинамических и переносных свойствах веществ, о закономерностях процессов теплопереноса в критериальном виде, о критериях подобия и их физическом смысле.

При подготовке к конкретной лабораторной работе студенты должны проработать теоретический материал по данной теме и иметь конспект, подготовленный по данному учебно-методическому пособию.

В конспекте должны содержаться основные теоретические сведения по изучаемой теме и расчетные формулы, по которым производится обработка полученных экспериментальных результатов, схема опытной установки, методика проведения эксперимента, таблицы, в которые заносятся измеряемые и рассчитываемые параметры, подготовленная система координат для графических построений (если они требуется).

Индивидуальная защита отчетов по лабораторным работам производится только после получения необходимых результатов, их обработки, построения необходимого графика и т.п. Защита состоит из ответов (устно или письменно) на устные или тестовые вопросы, задаваемые преподавателем.

Содержание каждой из 4 лабораторных работ включает в себя теоретический раздел, описание лабораторного оборудования, методики проведения эксперимента, методики обработки экспериментальных данных и список контрольных вопросов.

Лабораторная работа №1

ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ ТЕПЛОТЫ И РАБОТЫ

Цель работы
: экспериментальное исследование эквивалентности теплоты и работы.

Результатом работы должно быть:

· определение значения теплоты и работы ;

· построение график зависимости , проведя обработку экспериментов методом наименьших квадратов;

· сравнение экспериментальной и теоретической зависимостей с указанием причины их отличия.

1. Теоретические основы эксперимента

Математически эквивалентность теплоты и работы в общем виде выражается соотношением:

,

где: – работа любого вида (механическая, электрическая и д.р.); – теплота; – коэффициент пропорциональности, значение которого зависит от единиц измерений и .

В международной системе единиц СИ, в которой теплота и работа выражаются одинаково в , коэффициент и .

Если теплота выражается в , а работа в , то

, .

Если теплота выражается в кДж, а работа в кВт.ч, то

, .

2. Экспериментальная установка

Вода (рис.1) через регулировочный кран 1 поступает в стеклянную трубку 2, по пути омывая шарик термометра 3.

Внутри трубки 2 протянута нихромовая нить 4, покрытая изолирующим лаком (для предотвращения электролиза воды) и питаемая электрическим током от трансформатора 5 (ЛАТР). Вода протекая по трубке 2 и омывая нить 4, повышает свою температуру от (термометр 3) до (термометр 6).

Расход воды определяют объемным способом с помощью мерного сосуда 7 при закрытом спускном кране 9 и фиксированном положении перекидной тарелки 8.

Количество электрической энергии, подводимой к нихромовой нити, регулируется ЛАТРом; расход воды - регулировочным краном 1.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки

3. Порядок проведения работы

1. Краном 1 установить некоторый расход воды в трубке 2.

2. С помощью ЛАТРа 5 подать на нить некоторое количество электрической энергии.

3. Достигнуть установившееся тепловое состояние, что фиксируется по постоянству показаний термометров 3 и 6.

4. Замерить величины, необходимые для заполнения таблицы 1.

. Цена деления ротаметра . Открыв кран 9, опорожнить емкость 7 для подготовки к следующему опыту.

5. Перейти к следующему опыту, изменяя ЛАТРом мощность электрического тока подаваемого на нить 4 и (или) изменяя расход воды через трубку 2. Повторить действия по п.п.2-4.

Таблица 1.

Сводная таблица наблюдений

№ п/п	Измеряемая величина	Обозначение	Раз-мер-ность	Номер опыта
				1	2	3
1	Температура воды на входе в трубку
2	Температура воды на выходе из трубки
3	Расход воды по ротаметру
4	Сила тока

4. Обработка результатов измерений

1. Определить количество теплоты, воспринимаемое водой, :

,

где
- удельная массовая теплоемкость воды.

2. Определить мощность электрического тока, :

.

Теоретически, значения и в системе единиц СИ должны оказаться одинаковыми, а их соотношение .

3. В действительности из-за погрешностей отсчетов по приборам и наличия теплообмена системы с окружающей средой, отличия температуры воды в трубке от температуры окружающей ее воздуха, значения и могут получиться неодинаковыми, т.е. величина будет отлична от единицы. Наиболее достоверное значение коэффициента для всей серии опытов можно получить при обработке результатов методом наименьших квадратов:

Результаты расчетов свести в таблицу 2.

4. Полученные результаты представить графиком в координатах , на котором под углом через начало координат проводят прямую линию, соответствующую теоретической зависимости .

Зависимость, установленную проведенной серией опытов, изобразить прямой линией. Для ее проведения задать некоторое значение и найти , что определяет положение экспериментальной точки, через которую из начала координат провести пунктирную линию.

Точки 1, 2, 3 нанести на график по данным таблицы 2.

В выводах по результатам проведенной работы может быть дана количественная оценка отличия экспериментальной зависимости между и от теоретической:

, .

Таблица 2.

Результаты расчета

№ п/п	Измеряемая величина	Обозначение	Раз-мер-ность	Номер опыта
				1	2	3
1	Количество теплоты, воспринятое водой
2	Секундная работа (мощность) электрического тока
3	Произведение
4	Значение
5	Сумма
6	Отношение

5. Вопросы для самопроверки

1. Опишите экспериментальную установку.

2. Как определяется количество теплоты, воспринятое водой?

3. Как определяется секундная работа (мощность) электрического тока?

4. Объясните причины отличия теоретической и экспериментальной зависимости .

5. Сформулируйте первый закон термодинамики.

Лабораторная работа №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ ГАЗООБРАЗНЫХ ТЕЛ

Цель работы:
экспериментальное определение теплоемкости воздуха.

Результатом работы должен быть:

·
определение средней объемной теплоемкости воздуха при постоянном давлении;

·
определение средней массовой изобарной теплоемкости;

·
определение средней массовой изохорной теплоемкости воздуха;

·
определение показателя адиабаты (коэффициента Пуассона) для воздуха;

·
определение удельной энтальпия воздуха на выходе из калориметра.

I. Tеopетические основы эксперимента

В общем случае изменение состояния рабочего тела сопровождается теплообменом с внешней средой, приводящим к изменению его темпе­ратуры. Отношение количества теплоты, подведенного к рабочему телу в определенном термодинамическом процессе, к изменению температу­ры этого тела в результате этого теплообмена называется теплоем­костью .
Из определения теплоемкости следует, что один и тот же газ может иметь бесчисленное множество теплоемкостей в зависимости от термо­динамического процесса, при котором осуществляется теплообмен. При расчетах используют удельную массовую теплоемкость , удельную мольную теплоемкость и удельную объемную теплоем­кость .

Отношение теплоемкости однородного тела к его массе назы­вают удельной массовой теплоемкостью

, .

Широко применяется и внесистемная единица ,
при­чем .
Единицей удельной мольной теплоемкости является .
Единицей объемной теплоемкости является .

Однако газа можно представить себе существующим при раз­ных давлениях и температурах и, следовательно, имеющим разные массы. Поэтому условились газа брать при нормальных условиях ( и ). Отсюда следует, что еди­ница удельной объемной теплоемкости газа относится к массе газа, заключенной в при нормальных условиях.

Если киломоль газа имеет массу ,
то, зная мольную теплоем­кость, нетрудно найти массовую теплоемкость ,
.

Так как киломоль любого газа при нормальных условиях зани­мает объем ,
то объемная теплоемкость равна

, .

Плотность газа при нормальных условиях равна

, ,

откуда

.

Следовательно,

, .

Различают истинную и среднюю теплоемкости. Значение теплоемкости, соответствующее определенной темпера­туре рабочего тела (газа), называется истинной теплоемкостью.
Так, истинная массовая теплоемкость определяется выражением

,
.

По аналогии с истинной массовой теплоемкостью различается истинная мольная теплоемкость и истинная объемная теплоемкость.

Для инженерных расчетов иногда удобно пользоваться средней теплоемко­стью.
Средними массовыми, мольными и объемными теплоемкостями называются количества теплоты, затрачиваемые для повышения температуры на соответ­ственно ,
и газа при определенном термодинамическом процессе.

Пусть в некотором термодинамическом процессе к газа подводится теплота ,
вследствие чего температура газа повышается от до , тогда сред­няя массовая теплоемкость газа определится отношением

, .
(1)

Средняя мольная теплоемкость обозначается

,
,

где - молярная масса, .

Средняя объемная теплоемкость газа при нормальных условиях

, .

Количество теплоты, сообщенное газу или отведенное от него, определяется

,

откуда

. (2)

Для нахождения по выражению (2) необходимо иметь функциональную зависимость . Если принять , то

.

Количество теплоты можно определить также из формулы (1) средней теплоемкости:

.
(3)

При равенстве левых частей выражений (2) и (2) получим

. (4)

Таким образом, среднюю теплоемкость газа определяют, зная истинную теплоемкость . Однако теплоемкость газа изменяется в зависимости от темпе­ратуры, поэтому решить интеграл в правой части уравнения (4) можно при условии, если известна функциональная зависимость .

Пусть в данных пределах температур истинная теплоемкость изменяется по линейному закону

.
(5)

Подстановка выражения (5) в (2) дает

Следовательно,

,

где
- средняя массовая теплоемкость процесса;
- средняя температура процесса.

При известном значении
определяются средняя массовая теплоемкость
и количество теплоты
по формуле (3). Если зависимость нелинейна, то количество тепла
определяется также по средней теплоемкости
, однако для определения последней не­обходимо использовать таблицы средней теплоемкости в пределах температур от до .

Массовая средняя теплоемкость процесса определяется от­ношением (1), поэтому

. (6)

По аналогии с формулой (6) можно написать формулы для средних мольной и объемной теплоемкостей.

Таблицы средних теплоемкостей составлены для условий или , поэтому

или

.

Теплоемкость газов, в том числе и воздуха, определяют, как правило, при помощи проточного калориметра (рис.1)

Рис. 1 Схема проточного калориметра

По калориметру при постоянном давлении пропускают газ, подводят теплоту, измеряют расход газа, количество подведенной теплоты, температуру газа на входе и выходе.

Для сечений 1-2 калориметра уравнение 1-го закона термодинамики для потока имеет вид:

. (7)

Так как калориметр расположен горизонтально, то высоты и равны, а скорости и незначительно отличаются друг от друга (поток – стационарный), то соответствующие члены уравнения (7) можно исключить и уравнение примет вид:

. (8)

В общем случае энтальпия газа зависит от температуры и давления, поэтому:

, (9)

но при атмосферном давлении воздух по своим свойствам приближается к идеальному газу, а энтальпия идеального газа не зависит от давления, следовательно, вместо (9) можно написать:

, (10)

т.к.

.

Для конечного повышения температуры

, (11)

но по уравнению (8) , следовательно,

, (12)

откуда получаем

. (13)

В уравнениях (11, 12, 13) , – средняя удельная изобарная массовая теплоемкость в интервале температур и .

Так как по калориметру за проходит не один, а газа, то формула (13) примет вид

. (14)

Но на установке удобнее измерять объемный, а не массовый расход воздуха, поэтому расчетная формула будет иметь вид:

, (15)

где - средняя удельная изобарная объёмная теплоемкость, ; - объёмный расход воздуха, при нормальных физических условиях (НФУ), .

2. Экспериментальная установка

Рис. 2. Схема экспериментальной установки.

Основной частью экспериментальной установки (рис.2) является металлический двухпроточный калориметр 1, внутри которого находится электрический нагреватель 2.

Снаружи корпус покрыт тепловой изоляцией. Конструкция калориметра исключает теплопотери в окружающую среду.

Температура воздуха на входе () и на выходе () калориметра измеряются при помощи термопар. Объёмный расход определяется при помощи ротаметра 3. Изменение нагрузки на электронагревателе осуществляется при помощи ЛАТРа. Сила тока фиксируется амперметром.

3. Порядок проведения работы

1. Включить стенд тумблером «Сеть», установив тумблер а положение «ВКЛ».

2. При помощи ЛАТРа установить значение силы тока на нагревательном элементе по амперметру.

3. Плавно поворачивая регулятор ЛАТРа, установить значение объемного расхода воздуха и занести это значение в таблицу 1.

4. Начальная температура воздуха . Сопротивление .

5. При выходе системы в установившееся состояние теплообмена (через после включения нагрузки) замерить подогрев воздуха в калориметре .

6. Повторить опыт, изменив значение силы тока в диапазоне .

Таблица 1.

Сводная таблица наблюдений

Измеряемая величина	Размер-ность	№ опытов			Среднее арифм. значен.
1		2	3
Сила тока
Расход воздуха
Начальная температура воздуха
Подогрев воздуха

4. Обработка результатов измерений

1. Определить количество теплоты, выделяемой нагревателем:

, .

2. Определить температуру воздуха на выходе калориметра:

, .

3. Определить термодинамическую температуру воздуха на выходе калориметра:

, .

4. Определить объемный расход воздуха (приведенный к НФУ):

, .

5. Определить среднюю объемную теплоемкость воздуха при постоянном давлении в интервале температур от до :

, .

6. Определить среднюю массовую изобарную теплоемкость воздуха в интервале температур от до :

, ,

где , - плотность газа при нормальных условиях; - молярная масса, .

Молярная масса воздуха равна .

7. Определить среднюю массовую изохорную теплоемкость воздуха из уравнения Майера:

.

Отсюда

,,

где -газовая постоянная; - универсальная газовая постоянная. Газовая постоянная воздуха равна .

8. Определить показатель адиабаты (коэффициент Пуассона):

.

9. Определить удельную энтальпию воздуха на выходе калориметра:

, .

Таблица 2.

Результаты расчета

Величина		Размер-ность	№ опытов			Среднее арифм. значен.
1	2		3
Мощность, потребляемая нагревателем
Температура воздуха на выходе калориметра
Термодинамичес-кая температура воздуха на выходе калориметра
Объемный расход воздуха при НФУ
Средняя объемная изобарная теплоемкость
Средняя массовая изобарная теплоемкость
Средняя массовая изохорная теплоемкость
Показатель адиабаты
Удельная энтальпия на выходе калориметра

5. Вопросы для самопроверки

1. Каков физический смысл теплоемкости?

2. Каков физический смысл удельной массовой теплоемкости?

3. Каков физический смысл удельной объемная теплоемкости?

4. Каков физический смысл удельной молярной теплоемкости?

5. Что понимают под нормальными физическими условиями?

6. Каков физический смысл средней теплоемкости?

7. Каков физический смысл истинной теплоемкости?

8. Как определяют теплоемкость газов с помощью проточного калориметра?

9. Из каких элементов состоит экспериментальная установка?

10. Как рассчитывают среднюю массовую изобарную теплоемкость на основе экспериментальных данных?

11. Как рассчитывают среднюю массовую изохорную теплоемкость на основе экспериментальных данных?

12. В чем состоит уравнение Майера?

13. Каков физический смысл показателя адиабаты?

14. Каков физический смысл изобарной теплоемкости?

15. Каков физический смысл изохорной теплоемкости?

Лабораторная работа №3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Цель работы
: Экспериментальное исследование коэффициента теплопроводности теплоизоляционного материала.

Результатом работы должно быть:

· количественное определение значений коэффициента теплопроводности материала ;

· построение зависимости коэффициента теплопроводности слоя ткани от средней температуры слоя .

1. Теоретические основы эксперимента

Коэффициент теплопроводности является физическим параметром вещества, характеризующим его способность проводить теплоту. Он зависит от рода вещества, давления и температуры. Для многих материалов зависимость коэффициента теплопроводности от температуры можно принимать линейной:

,

где – коэффициент теплопроводности при температуре ; – экспериментальная константа.

Коэффициенты теплопроводности чистых металлов, за исключением алюминия, с возрастанием температуры убывают. Коэффициенты теплопроводности теплоизоляционных и строительных материалов, имеющих пористую структуру, при повышении температуры возрастают по линейному закону. Коэффициенты теплопроводности большинства капельных жидкостей с повышением температуры убывают. Вода является исключением: с увеличением температуры от до (от до ) коэффициент теплопроводности повышается, а при более высоких температурах становится меньше.

С увеличением влажности материала коэффициент теплопроводности его значительно возрастает.

Коэффициенты теплопроводности газов с повышением температуры возрастают, а от давления практически не зависят.

Специфической особенностью тканей является не сплошное, а пористое и волокнистое строение. В таких материалах перенос теплоты осуществляется теплопроводностью через волокна и за счет конвекции и теплового излучения через поры.

При соприкосновении двух тел, имеющих различную температуру, происходит обмен энергией движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов). Вследствие чего интенсивность движения частиц тела с более высокой температурой уменьшается. В результате одно из соприкасающихся тел нагревается, а другое охлаждается. Условием возникновения теплообмена служит наличие разности температур между рассматриваемыми телами.

Поток энергии, передаваемый частицами более горячего тела частицам тела более холодного, называется тепловым потоком.

Перенос теплоты происходит теплопроводностью, конвекцией или излучением.

При переносе теплоты теплопроводностью процесс переноса тепла происходит между непосредственно соприкасающимися телами или частями тел с различной температурой. Теплопроводность зависит от физических свойств тела, его геометрии и разности температур.

Конвекция – это перенос теплоты в газах и жидкостях при перемещении и перемешивании всей массы неравномерно прогретой жидкости или газа. Она сопровождается теплопроводностью, т.к. осуществляется и непосредственный контакт частиц с разной температурой.

Излучение – процесс передачи теплоты между двумя телами, разделенными полностью или частично пропускающей излучение средой. Происходит в три стадии: превращение части внутренней энергии одного из тел в энергию электромагнитных волн; распространение электромагнитных волн в пространстве и поглощение энергии излучения другим телом.

Сложный теплообмен или теплопередача представляет собой совокупность всех трех видов переноса теплоты.

Связь между количеством теплоты
, проходящим через элементарную площадку ,
расположенную на изотермической поверхности за промежуток времени
и градиентом температуры
устанавливается основным уравнением теплопроводности (законом Фурье):

, ,

где - коэффициент теплопроводности, .

Плотность теплового потока – это количество теплоты, проходящей через единицу изотермической поверхности в единицу времени:

,

Вектор плотности теплового потока направлен по нормали к изотермической поверхности в сторону убывания температуры.

Теплопроводность через однослойную плоскую стенку.

Плотность теплового потока находится из уравнения Фурье:

, .

Общее количество теплоты, которое передается через поверхность стенки за время :

, .

определяют при средней температуре стенки .

Теплопроводность через многослойную плоскую стенку.

Плотность теплового потока:

,

где - термическое сопротивление слоя; - полное термическое сопротивление плоской многослойной стенки.

Температуры между отдельными слоями многослойной стенки:

;

;

и т.д.

Теплопроводность через однослойную цилиндрическую стенку.

Плотность теплового потока:

1. отнесенная к единице внутренней поверхности,

,,

где - температурный напор ();

2. отнесенная к единице наружной поверхности,

, ;

3. отнесенная к одному погонному метру трубы (линейная плотность теплового потока),

, .

Закон изменения температуры по толщине цилиндрической стенки:

, .

Теплопередача через плоскую стенку
(рис.1).

Рис.1. Схема теплопередачи через плоскую стенку: - средняя температура в ядре потока греющего теплоносителя;

- средняя температура в ядре потока нагреваемого теплоносителя; - температура стенки со стороны греющего теплоносителя; - температура стенки со стороны нагреваемого теплоносителя.

Плотность теплового потока:

, ,

где - коэффициент теплоотдачи от горячей среды с постоянной температурой к поверхности стенки, учитывающий все виды теплообмена, ; - коэффициент теплоотдачи от второй поверхности стенки к холодной среде с постоянной температурой , - толщина плоской стенки; - коэффициент теплопроводности материала стенки; - термическое сопротивление стенки.

Основное уравнение теплопередачи:

.

Коэффициент теплопередачи:

, .

Полное термическое сопротивление теплопередаче через стенку:

, .

2. Экспериментальная установка

Основной частью установки для определения коэффициента теплопроводности теплоизоляционного материала является металлическая труба, длиной и диаметром , внутри которой находится нагревательный элемент. Труба плотно обмотана исследуемым материалом в пять слоев, между которым расположены термопары. Толщина материала .

Мощность электрического тока, затрачиваемая на обогрев, фиксируется амперметром и вольтметром блока питания.

Схема экспериментальной установки представлена на рис.2.

Рис. 2. Схема установки

3. Порядок проведения работы

1. Включить тумблером «Сеть» стенд, установить переключатель в положение «ВКЛ».

2. Установить переключатель нагрузки в положение 1.

3. Занести показания амперметра и вольтметра в таблицу 1.

4. По выходу системы на стационарный режим теплообмена (через после включения приборов) замерить температуру между слоями материала. Для этого “ПРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ТЕРМОПАР “ ” установить поочередно в положение , , , , , .

5. Занести значения , , , , , () в таблицу 1.

6. Рассчитать значения термодинамической температуры , .

7. Занести значения , в таблицу 1.

8. Повторить действия по п.п. 2-7.

Таблица 1.

Сводная таблица наблюдений

Номер опыта		Нап-ря-же-ние		Сила тока		Температура , ; ,
1.

4. Обработка результатов измерений

1. Определить тепловой поток:

.

2. Определить внутренний диаметр слоя материала :

;

.

3. Определить среднюю температуру слоя

.

4. Определить коэффициент теплопроводности -го слоя материала:

,

где – номер слоя; , – температуры соответственно внутренней и внешней поверхности слоя ткани, ; , - диаметры соответственно внутренней и внешней поверхности слоя ткани.

5. Результаты расчета занести в таблицу 2.

6. По результатам расчета построить график зависимости .

7. Коэффициент теплопроводности материала:

.

Таблица 2

Результаты расчета

Номер слоя ткани	Диаметр слоя,		Температура слоя,		Сред-няя темпе-ратура слоя,	Коэффициент теплопроводности слоя,
1
2
3
4
5

5. Вопросы для самопроверки

1. Каков физический смысл коэффициента теплопроводности?

2. От каких факторов зависит коэффициент теплопроводности?

3. Что является условием возникновения теплообмена?

4. Что называют тепловым потоком?

5. Какие существуют виды переноса теплоты?

6. Как происходит перенос теплоты при теплопроводности?

7. Как происходит перенос теплоты при конвекции?

8. Как происходит перенос теплоты излучением?

9. Что собой представляет теплопередача?

10.В чем состоит закон Фурье?

11.Каков физический смысл коэффициента теплопередачи?

12.Каков физический смысл термического сопротивления?

13.Как определяются температуры между различными слоями многослойной стенки?

14.Из каких элементов состоит экспериментальная установка?

15.Какой вид имеет график зависимости ?

Лабараторная работа №4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ОТ СТРУНЫ К ВОЗДУХУ

ПРИ СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ

Цель работы
: Исследование явление теплообмена при свободной конвекции воздуха.

Результатом работы должно быть:

· экспериментальное определение коэффициента теплообмена;

· теоретический расчет значения коэффициента теплообмена при помощи критериального уравнения;

· сравнение экспериментального и теоретического значений коэффициента теплообмена и нахождение величины максимально возможной ошибки; она не должна превышать 5%.

1. Теоретические основы эксперимента

В учении о теплообмене рассматриваются процессы распространения теплоты в твердых, жидких и газообразных телах. Условие возникновения теплообмена – наличие разности температур между рассматриваемыми телами.

Конвекция – перенос теплоты в газах и жидкостях при перемещении и перемешивании всей массы неравномерно прогретой жидкости или газа. Она сопровождается теплопроводностью, т.к. осуществляется и непосредственный контакт частиц с разной температурой. Конвективный теплообмен – одновременный перенос теплоты конвекцией и теплопроводностью. Конвекция происходит только в газах и жидкостях, в которых перенос теплоты осуществляется перемещающимися в пространстве объемами среды.

Виды конвекции:

· свободная конвекция, при которой движение жидкости возникает в связи с нагреванием и изменением ее плотности;

· вынужденная конвекция, при которой движение жидкости создается искусственно.

При движении жидкости различают два вида потока:

· ламинарный;

· турбулентный.

В ламинарном или струйном потоке жидкость движется спокойно, без пульсаций, образуя струи, следующие очертаниям канала (параллельно-струйный характер течения). В турбулентном потоке непрерывно происходит перемешивание всех слоев жидкости. Чем больше образуется пульсаций, завихрений, тем больше турбулентность потока. При переходе ламинарного движения в турбулентное сопротивление трения в канале возрастает. Характер движения жидкости определяется числом Рейнольдса. До значений поток жидкости в прямых каналах остается ламинарным; при поток переходит в турбулентный. Характер движения жидкости влияет на интенсивность передачи теплоты. При ламинарном режиме движения и отсутствии естественной конвекции теплота в перпендикулярном стенке направлении передается только теплопроводностью. При турбулентном режиме движения жидкости перенос теплоты осуществляется теплопроводностью и перпендикулярным к поверхности канала перемещением частиц.

Тепловой поток при конвективном теплообмене определяется по уравнению Ньютона-Рихмана:

, ,

а плотность теплового потока при конвективном теплообмене дает выражение:

,
,

где - коэффициент теплообмена между жидкостью и поверхностью твердого тела, ; -
температурный напор; - температура жидкости (газа); - температура теплопередающей поверхности (твердой стенки); - площадь теплопередающей поверхности (твердой стенки), .

Коэффициент теплообмена зависит от:

· теплофизических свойств жидкости и твердого тела;формы теплопередающей поверхности;

· состояния теплопередающей поверхности, оцениваемого степенью шероховатости;

· условий омывания твердого тела жидкостью (омывание в свободном или замкнутом пространстве, горизонтальное, вертикальное или наклонное расположение твердого тела).

Коэффициент теплообмена можно определить по критериальному уравнению:

,

где -
критерий Нуссельта; - эквивалентный диаметр канала, ; - площадь живого сечения канала, ; - смачиваемый периметр канала, ; - коэффициент теплопроводности жидкости, .

Критериальное уравнение – это математическая зависимость между каким-либо определяемым критерием подобия и другими определяющими критериями подобия в соответствии с теорией подобия. Критерием или числом подобия называют безразмерный комплекс величин, отражающий физическую сущность или модель процесса. Теория подобия определяет условия, при которых результат экспериментальных исследований можно распространить на другие явления, подобные рассматриваемому явлению.

Общее критериальное уравнение для конвективного теплообмена (по Михееву) имеет вид:

,

где
- число или критерий Нуссельта, характеризующий конвективный теплообмен между жидкостью (газом) и поверхностью тела;

- число или критерий Рейнольдса, представляющий собой отношение сил инерции к силам вязкости;

- число или критерий Грасгофа, характеризующий отношение подъемной силы, возникающей вследствие разности плотностей жидкости, и силы молекулярного трения;

- число или критерий Прандтля, определяющий физические свойства жидкости (соотношение между толщиной теплового и гидродинамического пограничных слоев);

-
учитывает направление теплового потока;

- средняя скорость движения жидкости (газа), ;

- кинематический коэффициент вязкости, ;

- динамический коэффициент вязкости, ;

- плотность жидкости (газа), ;

- коэффициент объемного расширения жидкости, ;

- абсолютная температура жидкости, ;

-
температурный напор;

- удельная массовая теплоемкость, ;

- коэффициент температуропроводности, .

Критериальное уравнение для конвективного теплообмена при свободной конвекции:

.

Излучение - это процесс передачи теплоты между двумя телами, разделенными полностью или частично пропускающей излучение средой. Природа излучения - распространяющиеся в пространстве электромагнитные волны. Источником теплового излучения служит внутренняя энергия нагретого тела. Количество лучистой энергии зависит от физических свойств и температуры излучающего тела. Спектр излучения твердых и жидких тел непрерывен. Спектр излучения газов имеет линейчатый характер (селективное или избирательное излучение). Газы излучают из всего объема, твердые тела – из тонкого слоя.

Основные законы теплового излучения:

1. Закон Планка.

Зависимость интенсивности излучения абсолютно черного тела от длины волны и температуры:

,

где - интенсивность излучения, ;

- постоянная;

- постоянная;

- температура излучающего тела, .

2. Закон Вина (закон смещения).

С увеличением длины волны интенсивность излучения возрастает от нуля (при ) до максимума и затем снова падает до нуля (при ).

Длина волны, на которую приходится максимум теплового излучения, обратно пропорциональна абсолютной температуре, т.е. с повышением температуры максимум смещается в сторону более коротких волн.

, .

3. Закон Стефана-Больцмана.

Каждой длине волны соответствует определенная интенсивность излучения, которая увеличивается с возрастанием температуры. Тепловой поток (интегральное излучение) абсолютно черного тела в пределах от до прямо пропорционален четвертой степени его температуры.

, ,

где - лучеиспускательная способность абсолютно черного тела; - интенсивность излучения; , - постоянная излучения Стефана-Больцмана; , - коэффициент излучения абсолютно черного тела.

Лучеиспускательная способность серого тела

, ,

где - степень черноты.

4. Закон Кирхгофа

Отношение лучеиспускательной способности тела к его поглощательной способности одинаково для всех серых тел, находящихся при одинаковых температурах, и равно лучеиспускательной способности абсолютно черного тела при той же температуре

.

5. Закон Ламберта.

Количество энергии , излучаемой телом в направлении, составляющем с нормалью угол , определяется соотношением

,

где - количество энергии, излучаемой по нормали к поверхности тела ().

В данной работе исследуется явление теплообмена при свободной конвекции воздуха. Теплоотдающей средой является проволока из нихрома (струна) длиной и диаметром (площадь теплоотдающей поверхности струны ). Струна нагревается током () и отдает теплоту воздуху излучением () и свободной конвекцией ():

,

т.е.

.

Теплота, выделенная при прохождении электрического тока по струне:

, .

Теплота, переданная воздуху излучением, подчиняется закону Стефана-Больцмана:

, .

Количество теплоты, которое отдает струна свободной конвекцией и, следовательно, воспринимает воздух, может быть определено по уравнению Ньютона-Рихмана:

, .

По этому уравнению можно подсчитать экспериментальный коэффициент теплообмена при свободной конвекции :

, ,

где – средний температурный напор, ; – средняя (по длине) температура струны, ; – температура воздуха (тепловоспринимающей среды), .

Превышение температуры струны над температурой окружающего воздуха (температурный напор ) определяют, зная температурное удлинение струны :

.

Теоретическое значение коэффициента теплообмена получают, определив число Нуссельта по критериальному уравнению для свободной конвекции

;

.

Константы и берут из таблицы 1 в зависимости от величины произведения критериев Прандтля и Грасгофа , которое при свободной конвекции характеризует режим движения жидкости.

Таблица 1

Значения констант и

в зависимости от произведения

	1,18			0,54		0,135
	0,125			0,250		0,333

Численные значения теплофизических свойств , , , , зависят от рода рабочего тела (в нашем случае – воздух), от температуры и, в известной степени, от давления (а прямо зависит от давления).

То значение температуры, по которому должны браться значения указанных величин при их подстановке в критерии, носит название «определяющей» температуры. В нашем случае в качестве определяющей температуры обычно принимается среднеарифметическая из температур струны и воздуха (средняя температура пограничного слоя), т.е.

.

Коэффициент объемного расширения воздуха можно принимать равным , .

Плотность воздуха подсчитывают по уравнению:

.

Критерий Прандтля можно брать из таблицы 2 по определяющей температуре . Определяющим линейным размером (или эквивалентным диаметром ) является диаметр струны .

Таблица 2

Теплофизические свойства сухого воздуха при

№ п / п	Темпе- ратура	Плот- ность	Удель-ная массо-вая тепло- емкость	Коэф. тепло-провод-ности	Кине-мати-ческая вяз-кость	Чис-ло Пран-дтля
						-
1	10	1.242	1,005	2,512	14,16	0,705
2	20	1,205	1,005	2,593	15,06	0,703
3	30	1,165	1,005	2,675	16,00	0,701
4	40	1,128	1,005	2,756	16,96	0,699
5	50	1,093	1,005	2,826	17,95	0,698
6	60	1,060	1,005	2,896	18,97	0,696
7	70	1,029	1,009	2,966	20,02	0,694
8	80	1,000	1,009	3,047	21,09	0,692
9	90	0,972	1,009	3,128	22,10	0,690
10	100	0,946	1,009	3,210	23,13	0,688

2.Экспериментальная установка

Экспериментальная установка (рис. 1) состоит из стойки с кронштейном 1, в верхней части которого в держателе 2, изолированном от массы кронштейна, закреплен верхний конец струны 3 из нихрома. В держателе 4 закреплен микрометр 5, к головке которого прикреплен нижний конец струны. Груз 6 обеспечивает постоянное натяжение струны. Через вторичную обмотку ЛАТРа струна подключена к источнику переменного тока.

Вольтметр 7 и амперметр 8 служат для замера напряжения и силы тока. Для исключения внешних помех стойка со струной помещена в застекленный футляр.

Рис. 1. Схема установки.

3. Порядок проведения работы

1. Перед началом опытов поворотом кольца микрометра устанавить стрелку на нуль.

2. Поворотом рукоятки ЛАТРа подать ток и напряжение на зажимы струны.

3. Выждать время, необходимое для установки стационарного теплового режима (стрелка индикатора не должна вращаться), записать показания индикатора, вольтметра и амперметра.

4. Результаты опытов занести в сводную таблицу наблюдений (таблица 3).

5. Увеличить значение тока. Повторить п.п.3, 4.

Таблица 3.

Сводная таблица наблюдений

№ п/п	Измеряемая величина		Обоз-наче-ние	Размер-ность	Номер опыта
1					2	3
1		2	3	4	5	6	7
1		Удлинение струны
2		Сила тока
3		Падение напряжения
4		Температура воздуха

4. Обработка результатов измерений

1. Определить теплоту, выделенную при прохождении электрического тока по струне:

, .

2. Определить температурный напор:

, .

3. Определить температуру струны:

, .

4. Определить теплоту, переданную воздуху излучением:

, .

5. Определить количество теплоты, которое отдает струна свободной конвекцией:

, .

6. Определить экспериментальный коэффициент теплообмена при свободной конвекции :

, .

7.Занести результаты расчета экспериментального коэффициента теплообмена при свободной конвекции в таблицу 4.

Таблица 4.

Результаты расчета экспериментального коэффициента теплообмена при свободной конвекции

№ п/п		Величина	Обоз-наче-ние	Ед. измере-ния	Номер опыта
1	2				3
1		2	3	4	5	6	7
1		Теплота электрического тока
2		Теплота излучения
3		Температур-ный напор
4		Средняя температура струны
6		Теплота, отданная конвекцией
7		Коэффици-ент теплообме-на

8. Найти определяющую температуру:

, .

9. Определить коэффициент объемного расширения воздуха:

, .

10. Определить плотность воздуха:

, .

Атмосферное давление , газовая постоянная воздуха .

11. Число Прандтля также можно брать из таблицы 2 по определяющей температуре , .

12. Определить число Грасгофа:

.

13. Константы и взять из таблицы 1 в зависимости от величины произведения чисел Прандтля и Грасгофа .

14. Определить число Нуссельта:

.

15. Определить теоретическое значение коэффициента теплообмена

, .

16. Занести результаты расчета теоретического значения коэффициента теплообмена при свободной конвекции в таблицу 5.

Таблица 5.

Результаты расчета теоретического коэффициента теплообмена при свободной конвекции

№ п/п	Величина	Обоз-наче-ние	Ед. измере-ния	Номер опыта
				1	2	3
1	2	3	4	5	6	7
1	Определяю-щая температура
2	Удельная массовая теплоем-кость
3	Коэф. теплопро-водности
4	Коэф. вязкости
5	Число Прандтля		-
6	Коэф. объемного расширения воздуха
7	Плотность воздуха
8	Число Грасгофа		-
9	Произведе- ние		-
10	Константы:		-
11	Число Нуссельта		-
12	Теор. значение коэф. теплообме-на

16. При анализе полученных результатов сравнить для каждого опыта значения и , подсчитать максимально возможные ошибки:

5. Вопросы для самопроверки

1. Что является условием возникновения теплообмена?

2. Что называют конвекцией?

3. Какие виды конвекции различают?

4. Что называют конвективным теплообменом?

5. Чем отличается свободная конвекция от вынужденной?

6. Какие различают виды движения жидкости?

7. При каких значениях числа Рейнольдса режим движения жидкости в канале является ламинарным и турбулентным?

8. По какому уравнению определяют тепловой поток при конвективном теплообмене?

9. От каких факторов зависит интенсивность переноса теплоты от поверхности твердого тела к газу?

10. Каков физический смысл коэффициента теплообмена?

11. Назовите критерии подобия для явления теплоотдачи.

12. Какие безразмерные комплексы называются определяющими критериями подобия?

13. В чем состоит преимущество безразмерных критериальных зависимостей по сравнению с обычными зависимостями, содержащими размерные переменные?

14. Что называют излучением?

15. Назовите основные законы теплового излучения.

16. В чем состоит закон Стефана-Больцмана?

17. Как находят средний температурный напор?

18. Какое значение температуры носит название «определяющей»?

19. Из каких элементов состоит экспериментальная установка?

20. Приведите критериальное уравнение свободной конвекции.

21. Как вычисляется теоретический коэффициент теплообмена?

22. Как вычисляется экспериментальный коэффициент теплообмена?

ЛИТЕРАТУРА

1. Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений / Учебное пособие.- Ленинград: Наука, 1968.

2. Пустовалов Г.Е., Талалаева Е.В. Простейшие физические измерения и их обработка.-М.: МГУ,1967.

3. Шенк Х. Теория инженерного эксперимента.- М.: Мир, 1972.

4. Чертов А.Г. Физические величины.- М.: Высшая школа, 1990.

5. Полянин А.Д., Полянин В.Д., Попов В.А., Путянин В.В. Сафрай В.М., Черноуцан А.И. Справочник для инженеров и студентов.-М.:Международная программа образования, 1996.

6. Иванова Г.М., Кузнецов Н.Д., Чистяков В.С. Теплотехнические измерения и приборы.-М.: Энергоатомиздат, 1984.

7. Теплотехника. / Под ред. В.Н.Луканина. – М. : Высшая школа, 1999. – 672с.

8. Кудинов В.А., Карташев Э.М. Техническая термодинамика. – М. : Высшая школа, 2000. – 262с.

9. Техническая термодинамика. / Под ред. В.И.Крутова. – М.: Высшая школа, 1971.- 472с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица П1

Зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем моря

Высота над уровнем моря,	Атмосферное давление ,
-600	11,08
0	11,10
100	10,01
200	9,91
300	9,81
400	9,61
500	9,42
600	9,22
1000	9,02
1500	8,30

Таблица П2

Давление насыщенного водяного пара

в зависимости от температуры

,	,
0	608
5	873
10	1226
15	1707
20	2335
25	3169
30	4248
35	5641
40	7377
45	9584
50	12341
55	15745
60	19924
65	25016
70	31166
75	38553
80	47382

Таблица П3

Значения кинематического коэффициента вязкости воды

в зависимости от температуры

,	,
2	1,6740
4	1,5676
6	1,4726
8	1,3873
10	1,3101
12	1,2396
14	1,1756
16	1,1177
18	1,0617
20	1,0105
22	0,9892
24	0,9186
26	0,8774
28	0,8394
30	0,8032

Таблица П4

Плотность жидкостей ,

Наименование рабочих жидкостей	Плот- ность	Наименование рабочих жидкостей	Плот- ность
Вода чистая	1000	Фреон-113	1576
Вода морская	1030	Циклогексан	780
Бензол	879	Анилин	1022
Хлорбензол	1107	Нефть Т	900
Лигроин	790	Нефть Л	700
Масляная кислота	958	Масло ГМ-50	970
Масло терпентинное	858	Муравьиная кислота	1220
Метиловый спирт 40 %	935	Дизельное топливо	850
Керосин	800	Масло ГМЦ	834
Дизельное топливо	850	Смола	1100
Газойль	870	Масло смазочное	905
Жидкость стеол-М	1080	Нефть средняя	890
Бромформ	2890	Креозот	1070
Этиленгликоль	1113	Газолин	690
Масло соляровое	880	Фурфурол	1160
Масло моторное	900	Керосин Т-2	775
Масло вазелиновое	870	Толуол	867
Масло АМГ	850	Фенол	1000
Масло трансформаторное	884	Масло деревянное	920
Масло вакуумное ВМ-3	880	Масло МС-20 авиационное	900
Промгидрол	1160	Нитробензол	1208
Масло льняное	955	Серная кислота	1600
Масло веретенное АУ	880	Масло дизельное ДС-11	897
Масло компрессорное	880	Масло синтетическое силикон	973
Масло сепараторное	900	Смесь масел ГМЦ-2	834
Масло турбинное	915	Тетрахлорметан	1600

Таблица П5

Средние массовые изобарные и изохорные

теплоемкости газов

Водород (Н2 )		Кислород (О2 )
0	14,1949	10,0705	0,9148	0,6548
50	14,2736	10,1492	0,9190	0,6590
100	14,3528	10,2284	0,9232	0,6632
150	14,3867	10,2623	0,9291	0,6691
200	14,4210	10,2966	0,9353	0,6753
250	14,4336	10,3092	0,9424	0,6824
300	14,4461	10,3217	0,9400	0,6900
350	14,4616	10,3372	0,9575	0,6975
400	14,4771	10,3527	0,9651	0,7051
450	14,4926	10,3682	0,9722	0,7122
500	14,5085	10,3841	0,9793	0,7193
550	14,5248	10,4004	0,9860	0,7260
600	14,5416	10,4172	0,9927	0,7327
650	14,5642	10,4377	0,9986	0,7386
700	14,5872	10,4461	1,0048	0,7448
750	14,6140	10,4896	1,0103	0,7503
800	14,6412	10,5168	1,0157	0,7557
850	14,6735	10,5491	1,0207	0,7607
900	14,7057	10,5813	1,0258	0,7656
950	14,7409	10,6165	1,0304	0,7704
1000	14,7765	10,6349	1,0350	0,7750
1100	14,8552	10,7303	1,0429	0,7829
1200	14,9343	10,8095	1,0509	0,7913

Таблица П5(продолжение)

Азот (N2 )		Воздух
0	1,0392	0,7423	1,0036	0,7164
50	1,0396	0,7427	1,0048	0,7176
100	1,0404	0,7436	1,0061	0,7193
150	1,0417	0,7448	1,0086	0,7218
200	1,0434	0,7465	1,0115	0,7243
250	1,0459	0,7490	1,0153	0,7281
300	1,0488	0,7519	1,0191	0,7319
350	1,0533	0,7557	1,0237	0,7365
400	1,0567	0,7599	1,0283	0,7415
450	1,0614	0,7645	1,0333	0,7465
500	1,0660	0,7691	1,0387	0,7519
550	1,0752	0,7741	1,0442	0,7570
600	1,0760	0,7792	1,0496	0,7624
650	1,0815	0,7846	1,0551	0,7679
700	1,0869	0,7900	1,0605	0,7733
750	1,0919	0,7951	1,0655	0,7787
800	1,0974	0,8005	1,0710	0,7842
850	1,1024	0,8055	1,0760	0,7892
900	1,1078	0,8110	1,0815	0,7942
950	1,1129	0,8160	1,0861	0,7988
1000	1,1179	0,8210	1,0907	0,8039
1100	1,1267	0,8302	1,0995	0,8127
1200	1,1359	0,8395	1,1082	0,8215

Таблица П5(продолжение)

Водяной пар (Н2 О)		Окись углерода (СО)
0	1,8594	1,3980	1,0396	0,7427
50	1,8661	1,4047	1,0404	0,7436
100	1,8728	1,4114	1,0417	0,7448
150	1,8832	1,4218	1,0438	0,7469
200	1,8937	1,4323	1,0463	0,7494
250	1,9063	1,4449	1,0500	0,7532
300	1,9192	1,4574	1,0538	0,7570
350	1,9335	1,4717	1,0584	0,7616
400	1,9477	1,4863	1,0634	0,7660
450	1,9628	1,5010	1,0689	0,7720
500	1,9778	1,5160	1,0748	0,7775
550	1,9933	1,5315	1,0802	0,7834
600	2,0092	1,5474	1,0861	0,7892
650	2,0256	1,5638	1,0919	0,7951
700	2,0419	1,5805	1,0978	0,8009
750	2,0586	1,5973	1,1032	0,8064
800	2,0754	1,6140	1,1091	0,8122
850	2,0926	1,6312	1,1145	0,8177
900	2,1097	1,6483	1,1200	0,8231
950	2,1265	1,6651	1,1250	0,8281
1000	2,1436	1,6823	1,1304	0,8336
1100	2,1771	1,7153	1,1396	0,8449
1200	2,2106	1,7488	1,1493	0,8566

Таблица П5(продолжение)

Двуокись углерода (СО2
0	0,8148	0,6259
50	0,8403	0,6515
100	0,8658	0,6770
150	0,8880	0,6992
200	0,9102	0,7214
250	0,9295	0,7406
300	0,9487	0,7599
350	0,9655	0,7767
400	0,9826	0,7938
450	0,9977	0,8089
500	1,0128	0,8240
550	1,0262	0,8374
600	1,0396	0,8508
650	1,0517	0,8625
700	1,0639	0,8746
750	1,0743	0,8855
800	1,0852	0,8964
850	1,0948	0,9060
900	1,1045	0,9157
950	1,1133	0,9244
1000	1,1225	0,9332
1100	1,1376	0,9483
1200	1,1530	0,9638

Таблица П6

Теплофизические свойства масла МС-20 в зависимости

от температуры

Температура	Плотность	Теплоемкость	Теплопроводность
,	,	,	,
0	903,6	1,98	0,136
10	898,0	2,01	0,135
20	892,5	2,04	0,134
30	886,5	2,07	0,133
40	881,0	2,11	0,131
50	875,5	2,14	0,130
60	869,6	2,16	0,129
70	864,0	2,20	0,128
80	858,5	2,23	0,127
90	852,5	2,26	0,126
100	847,0	2,29	0,126
110	841,5	2,32	0,124
120	835,5	2,35	0,123
130	830,0	2,38	0,122
140	824,5	2,42	0,121
150	818,5	2,44	0,120

Таблица П6(продолжение)

Температура	Вязкость	Коэффициент расширения	Число Прандтля
,	,	,
0	6860	6,27	100000
10	2430	6,31	36 200
20	999,6	6,35	15 400
30	466	6,38	7 300
40	235	6,42	3 780
50	131	6,46	2 140
60	78,7	6,51	1 320
70	50,2	6,55	860
80	33,8	6,60	590
90	23,7	6,64	424
100	17,2	6,69	316
110	13,0	6,73	244
120	10,1	6,77	194
130	8,04	6,82	157
140	6,52	6,87	130
150	5,38	6,92	110

Таблица П7

Теплофизические свойства масла трансформаторного

в зависимости от температуры

Температура	Плотность	Теплоемкость	Теплопроводность
,	,	,	,
-50	922	170	116
-45	919	170	116
-40	916	168	116
-35	913	167	115
-30	910	165	115
-25	907	163	114
-20	904	162	114
-15	901	160	114
-10	898	160	113
-5	895	160	113
0	891	162	112
5	888	163	112
10	885	165	111
15	882	168	111
20	879	171	111
25	876	175	110
30	873	178	110
40	867	183	109
50	860	187	108
60	854	191	108
70	848	194	107
80	842	198	106
90	835	201	105
100	829	204	104

Таблица П7(продолжение)

Температура	Вязкость	Температуро- проводность	Число Прандтля
,	,	,
-50	29 320	742	4286
-45	15 164	742	2224
-40	3 866	750	563
-35	2 004	755	291
-30	1 183	764	170
-25	691,3	773	98,5
-20	365,6	778	52,0
-15	189,7	788	27,0
-10	108,1	788	15,3
-5	70,79	787	10,0
0	55,24	778	8,67
5	43,73	772	6,38
10	33,45	763	4,95
15	26,37	749	3,99
20	21,10	736	3,26
25	16,60	720	2,63
30	13,44	707	2,18
40	9,364	688	1,57
50	6,708	673	1,16
60	5,338	659	0,95
70	4,070	648	0,74
80	3,242	635	0,61
90	2,588	625	0,50
100	1,741	616	0,34

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие	Стр. 3
Лабораторная работа №1	Эквивалентность теплоты и работы
Лабораторная работа №2	Определение теплоемкости газообразных тел
Лабораторная работа №3	Определение теплопроводности теплоизоляционного материала
Лабораторная работа №4	Определение теплоотдачи от струны к воздуху при свободной конвекции
Литература	41
Приложение