Wyznaczanie współczynnika przewodzenia ciepła - omówienie

Wyznaczanie współczynnika przewodzenia ciepła
Data Ćwiczenia:
Wykonawcy: Ocena:
Cel ćwiczenia
Wyznaczenie współczynnika przewodzenia ciepła materiałów na podstawie strat ciepła przewodu rurowego izolowanego.
Opis metody pomiarowej
W tym ćwiczeniu mieliśmy dokonać pomiaru spadku temperatur między wlotem i wylotem oraz pomiaru temperatur między warstwami zaizolowanego rurociągu, w którym płynęło gorące powietrze, tłoczone za pomocą nagrzewnicy.
Mierzono temperatury w trzech odcinkach rurociągu.
Zmierzone wartości obliczeń, posłużyły następnie do obliczeń wg poniższych wzorów:
w celu obliczenia średniego logarytmicznego spadku temperatur. Wartości obliczono ze wzorów:
Następnie obliczono strumień ciepła ze wzoru:
Liniową stratę ciepła:
Liniowy współczynnik przenikania ciepła:
Współczynnik przenikania ciepła dla rury metalowej:
Współczynnik przenikania ciepła dla izolacji piankowej:
Współczynnik przenikania ciepła dla materiału osłony:
Współczynnik wnikania ciepła wewnątrz rury:
Współczynnik wnikania ciepła na zewnątrz rury:
Stanowisko pomiarowe
Rysunek 1. Stanowisko pomiarowe
Protokół pomiarowy
Tabela 1. Protokół pomiarowy pomiaru parametrów rury i temperatury otoczenia
T5
L
D1
D4
s1
s2
s3
°C
cm
mm
mm
mm
mm
mm
l/min
20
75,5
43,2
49,5
3,42
27
2,36
350
m
m
m
m
m
m
m3/s
0,755
0,0432
0,0495
0,0034
0,027
0,0024
0,0058
Tabela 2. Protokół pomiarowy pomiaru temperatury
Wyniki obliczeń
Wykres 1. Zmiana temperatury wzdłuż długości rurociągu, gdzie L=0,8cm to położenie źródła ciepła, a L=0 cm to wylot rurociągu

(…)

… pomiędzy wlotem a wylotem rurociągu
Tabela 4. Wyniki obliczeń
T5
ro
cp
D2
D3
°C
kg/m3
J/(kg*K)
m
m
20
1,2
1005
0,0500
0,0447
T - średnia temperatura otoczenia
ρ - gęstość powietrza
cp - ciepło właściwe powietrza
D2 - średnica zewnętrzna rury stalowej
D3 - średnica zewnętrzna izolacji
Tabela 5. Wyniki obliczeń
str - strumień ciepła
L - liniowa strata ciepła
kL,j - liniowy współczynnik przenikania ciepła…
…)
5,83
2,89
αzśr
Δαz
W/(m2*K)
W/(m2*K)
45,70
16,37
Wnioski
Po dokonaniu poprawek możemy zauważyć, że otrzymany współczynnik przewodzenia ciepła dla pianki poliuretanowej pokrywa się z tablicową wartością. Nie udało się wyznaczyć poprawnej wartości współczynnika przewodzenia ciepła dla żelaza oraz dla osłony PEHD.
W ćwiczeniu nie liczono współczynników dla przekroju A-B, ponieważ nie zostały wykonane…
... zobacz całą notatkę