Смекни!
smekni.com

Теплоотдача цилиндра в закрученном потоке (стр. 3 из 4)

м3/с,

где αи – исходный коэффициент расхода; k2 – поправочный множитель на шероховатость измерительного трубопровода; k3 – поправочный множитель на неостроту входной кромки диафрагмы.

Значение αи зависит от типа сужающего устройства и модуля m:

при

.

Произведение поправочных множителей k2,3 = k2 k3 находят из таблицы 2 [1] по значениям m, DТР.

Коэффициент кинематической вязкости воздуха рассчитывают, используя известную формулу Милликена

м2/с.

Число Рейнольдса, отнесенное к диаметру измерительного трубопровода:


Действительный расход воздуха:

м3/с,

где k1 – поправочный множитель на число Рейнольдса, определяемый по номограмме, представленной на рис. 5 [1].

Для основной диафрагмы, используемой на стенде (m= 0,259), k1 можно рассчитать также по приближенному аппроксимационному уравнению

Плотность воздуха во входных каналах циклонной камеры

кг/м3.

Среднерасходная скорость воздуха в шлицах

м/с.

Безразмерное избыточное статическое давление газа на боковой поверхности циклонной камеры


Безразмерное (отнесенное к динамическому давлению на входе) статическое давление во входных каналах

Гидравлическая характеристика циклонной камеры – суммарный коэффициент сопротивления по входу:

где РП – перепад полного давления в циклоне, мм вод. ст.;

РДИН – динамическое давление во входных каналах, мм вод. ст.

Коэффициент кинематической вязкости воздуха при входных условиях

Входное число Рейнольдса вычисляется по формуле

Расчет распределений скоростей и давлений в объеме циклонной камеры (по данным замеров пневмометрическим цилиндрическим зондом)

Избыточное статическое давление потока в произвольной точке


мм вод. ст.,

где А1, А2 – показания пневмометрического насадка, мм вод. ст.;

kЦ, kЦ-Б – поправочные коэффициенты, определяемые тарировкой насадка.

Плотность воздуха в произвольной точке потока

кг/м3.

Полная скорость потока в точке замера

м/с.

Безразмерная осевая составляющая полной скорости

Безразмерная вращательная составляющая полной скорости потока

.

Избыточное безразмерное статическое давление в точке замера

.

Безразмерное избыточное полное давление в точке замера

Размерная величина максимальной вращательной скорости

м/с

Обсчет опытных данных по конвективному теплообмену

Суммарный тепловой поток от калориметра к охлаждающему воздуху определяется по количеству конденсата, собранному за время опыта с рабочего участка:

Вт,

где GК – масса конденсата, кг;

τ – время опыта, с;

rn– теплота парообразования, Дж/кг.

Температуры насыщения

0С,

где РИЗБ – избыточное давление в калориметре, создаваемое столбом воды в гидрозатворе, РИЗБГИДР, мм вод. ст.

Дж/кг.

Лучистый тепловой поток между калориметром и боковой поверхностью циклонной камеры.


где

– приведенная степень черноты системы; εЦ, εСТ – соответственно степени черноты калориметра и поверхности циклонной камеры(
,
); C0=5,77 – постоянная Стефана-Больцмана,
; ТЦ – абсолютная температура внешней поверхности калориметра, К; TСТ – абсолютная температура внутренней поверхности камеры (
); FЦ – площадь поверхности теплообмена калориметра, FЦ=πdЦlЦ, м2; FСТ - площадь боковой поверхности циклонной камеры,
, м2.

м2,

м2.

Конвективный тепловой поток:

Вт.

Приращение температуры воздуха, охлаждающего калориметр

0С,

где СР – средняя массовая теплоемкость воздуха при постоянном давлении, равная 1005 Дж/(кг °С) в диапазоне температур от 0 до 60 0С.

Средняя температура циклонного потока

0С.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от калориметра к закрученному воздуху

Вт/(м20С).

Число Нуссельта

где

– коэффициент теплопроводности воздуха при средней температуре потока.

Вт/(м20С).

Плотность воздуха на радиусе rφm

кг/м3,

где РСТ – избыточное статическое давление воздуха на радиусе rφm, мм вод. ст.

Коэффициент кинематической вязкости воздуха на радиусе rφm

Число Рейнольдса

Статистическая обработка данных

После обработки опытных данных по теплоотдаче для всех исследованных в работе режимов по числу Рейнольдса устанавливается функциональная связь между числами Nu и Re в виде зависимости (6).

Наиболее обоснованным и широко распространенным в практике научных исследований видом аппроксимации опытных данных является метод «наименьших квадратов», связанный со статистическим законом распределения случайных ошибок эксперимента.

Сущность метода заключается в том, что он обеспечивает минимальное значение суммы квадратов отклонений опытных точек по вертикали от расчетной зависимости, описывающей экспериментальные данные.

Применим данный метод для окончательной обработки результатов экспериментов, используя значение показателя степени m при комплекса. D, полученное ранее. (Следует заметить, что m, как правило, значительно меньше n и погрешность в определении m не сказывается существенно на результатах расчетов чисел Nu.).

Запишем зависимость в виде:


где

,

,

Все опытные данные обобщим в координатах

, (рисунок 1 приложения).