Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
kierunek studiów: energetyka
specjalność: Energetyka komunalna
TERMODYNAMIKA - LABORATORIUM
ĆWICZENIE NR 17
Wyznaczanie rozkładu temperatury w pręcie
Skład grupy ćwiczeniowej:
1.Anna Wrona
2. Bartłomiej Wojnarowski
3. Olaf Piekarski
4. Dominik Włodarczyk
Prowadzący:
.................................................
.......................
.......................
imię i nazwisko
ocena
podpis
Cel ćwiczenia:
Wyznaczenie rozkładu temperatury w pręcie ogrzewanym z 2 stron oraz sporządzenie charakterystyki θ=f(x) zarówno doświadczalnej jak teoretycznej, dla przypadków bez konwekcji oraz z konwekcją wymuszoną
Schemat stanowiska:
Wzory wraz z obliczeniami dla próbki:
Wykorzystując równanie θx=θp coshmL2-xcosh(mL2) (1)
gdzie : θx=ϑx-t0 ( nadwyżka temperatury w odległości x od początku pręta)
θp=ϑp-t0 (nadwyżka temperatury na początku pręta)
L – długość badanego pręta
został obliczony metodą iteracyjną w programie MathCAD współczynnik m dla każdej odległości od początku pręta, zarówno dla grzania go bez oraz z konwekcją. Otrzymane wyniki uśredniono za pomocą średniej arytmetycznej i otrzymano:
Bez konwekcji mśr=10,28 1m
Z konwekcją mśr=23,27 1m
Współczynniki przejmowania ciepła dla obu przypadków obliczono ze wzoru:
α=mśr2∙A∙λO (2)
gdzie:
A=π4φzew2-φwew2 - pole przekroju poprzecznego pręta
λ=90 WmK - współczynnik przewodzenia pręta
O=πφzew - obwód przekroju poprzecznego pręta
Bez konwekcji:
α=10,282∙π4(0,0122-0,00952)∙90π∙0,012=10,67 Wm2K
Z konwekcją:
α=23,272∙π4(0,0122-0,00952)∙90π∙0,012=54,58 Wm2K
Posługując się równaniem 1 oraz uśrednionym współczynnikiem mśr otrzymano teoretyczną nadwyżkę temperatury w odległości x od początku pręta.
Przykładowo dla punktu 3 bez konwekcji:
θxteo=θp cosh10,284952-0,02cosh(10,284952)=96,36 °C
Tabele pomiarowe oraz wynikowe:
Bez konwekcji
Z konwekcją
x
t pręta
θx
m
θxteo
x
t pręta
θx
m
θxteo
mm
°C
°C
1/m
°C
mm
°C
°C
1/m
°C
0
139
118
118,00
0
95,3
74,3
74,3
0,01
128,8
107,8
9,25
106,62
0,01
89
68
9,08
58,88
0,02
118,6
97,6
9,68
96,36
0,02
77,2
56,2
13,99
46,65
0,03
111,3
90,3
9,18
87,13
0,03
67,1
46,1
15,93
36,97
0,04
103,7
...