Принципиальная схема экспериментальной установки изображена на рис 1. Исследуемые тела представляют собой трубы(элементы №1 и №2) выполненные из одинакового материала (полированная сталь).Одна труба расположена горизонтально, а другая – вертикально. Внутри трубок размещены электронагреватели из нихромовой проволоки служащие источником тепла. Тепловой поток распределяется равномерно подлине трубы. При стационарном режиме все тепло, выделяемое электронагревателем передается через поверхность трубы в окружающую среду. Тепловой поток 
с поверхности трубы определяется по расходу электроэнергии. Потребляемая мощность электроэнергии регулируется автотрансформаторами P1 и Р2 и измеряется ваттметрами PW3 и PW4.
Рисунок 1 – Схема экспериментальной установки
Элемент 1, 2 выполнены из нержавеющей полированной стальной трубы, наружным диаметром d=40 мм и длинной (высотой) трубы 470 мм.
Порядок проведения работы
Опыт проводится (после изучения устройства опытной установки и с ознакомлением с измерительной схемой) в следующем порядке.
Выключателем В включается электрические нагреватели НЭ1, НЭ2 элементов 1, 2 и регулятором напряжения Р3, Р4 устанавливается определённое значение мощности, одинаковое для двух элементов 1 и 2. Значение мощности определяется ваттметром PW3, PW4.
В первом режиме мощность устанавливается в пределах от 30 до 50 Вт. По достижении установившегося теплового режима, при котором показания измерительных приборов сохраняются неизменными, производится запись показаний приборов в протокол (таблица 1) через равные промежутки времени между замерами (3 минуты).
По заданию преподавателя могут проводиться опыты при других значениях потребляемой мощности элементов.
Таблица 1.
| Наименование величин | Режим 1 | ||||||||
| Элемент 1 | Элемент 2 | ||||||||
| Замеры | Замеры | ||||||||
| Тепловой поток Q, Вт | |||||||||
| Температура поверхности элементов труб | |||||||||
| Средние значения температуры поверхности элементов tw? oC | |||||||||
| Температура окружающего воздуха tf, oC | |||||||||
Расчёт коэффициентов конвективной теплоотдачи для элемента 1 (горизонтальная труба) и 2 (вертикальная труба) производится по таблице 2.
Таблица 2
| Наименование величин | Расчётные формулы | Режим 1 | Режим 2 | |||
| Элемент | Элемент | Элемент | Элемент | |||
| Температура поверхности трубы | 
| - | ||||
| Температура окр. среды | 
| - | ||||
| Тепловой поток |
| - | ||||
| Поверхность трубы | 
| 
| ||||
| Величина лучистого теплового потока | 
| 
| ||||
| Конвективная составляющая теплового потока | ||||||
| Коэффициент теплоотдачи опытный | αК | 
| ||||
| Определение температуры | 
| 
| ||||
| Коэффициент кинематической вязкости | 
| |||||
| Критерий Прандтля | 
| - | ||||
| Коэффициент теплопроводности | 
| - | ||||
| Коэффициент объемного расширения | 
| 
| ||||
| Критерий Нуссельта | 
| 
| ||||
| Критерий Грасгофа | 
| 
| ||||
Произведение 
| - | - | ||||
| Расчетный критерий Нуссельта | 
| 
| ||||
| а) показатель | n | |||||
| б) постоянная выбирается из табл. 6.2 | С | |||||
| Коэффициент теплоотдачи (расчётный) | αр | 
|
По результатам расчёта произвести сравнение опытного коэффициента отдачи αК с расчетным αр.
