Katedra Silników Spalinowych i Pojadów TH ZKŁD TERMODYNMIKI Wymiana ciepła pre era - -
Cel ćwicenia Celem ćwicenia jet adanie wpływu atoowania eer na intenywność wymiany ciepła. Badanie preprowada ię na tanowiku erem wykonanym etonu imitującym motek cieplny umiecony międy iolatorami. Opi tanowika pomiarowego Stanowiko kłada ię dwóch tyropianowych domków jeden poiada motek cieplny w potaci płyty etonowej umieconej w połowie wyokości domku, i wielkości podtawy domku, natomiat płyta etonowa w drugim domku jet jednej trony predłuona w potaci era (Ry.) Ry. Wymiary domków uytych w ćwiceniu W ou domkach w dolnej i górnej cęści umiecono źródła ciepła w potaci arówek których moc dorano tak y temperatura w ou cęściach yła taka ama. Temperaturę w komorach mierymy a pomocą termopar. Preieg ćwicenia y moliwe yło poprawne preprowadenie pomiarów tanowiko mui yć włącone co najmniej 4 god. pred ajęciami, ay utaliło ię pole temperatur ora trumień ciepła prenikający domku do otocenia. W caie ćwicenia odcytujemy napięcia na termoparach i w oparciu o ich charakterytyki wynacamy temperatury wewnątr komór ora w pomieceniu. Strumienie ciepła olicamy dla ścianek tyropianowych ora dla pregrody etonowej: Dla ścianki tyropianowej wpółcynnik prenikania ciepła jet równy odwrotności umy oporów cieplnych wnikania ora prewodenia i wynoi: - -
k gdie: α α δ α δ α wpółcynniki wnikania ciepła pryjmujemy 0 W/mK gruość ścianki tyropianowej 80 mm wpółcynnik prewodenia ciepła dla tyropianu 0,04 W/mK Strumień ciepła olicamy: gdie: t k t powierchnia umarycna ścian tyropianowych ( w prylieniu średnia arytmetycna powierchni ewnętrnej i wewnętrnej ścianek) rónica temperatur wewnątr komory i otocenia W prypadku elementów etonowych trumień ciepła olicamy wynacając wpółcynnik prenikania ciepła jako umę odwrotności wytkich oporów cieplnych. (Ry. ),α w t w R R R 4 t ot,α t w R Ry. Schemat oporów cieplnych dla płyty etonowej Opory R ora R ą oporami wnikania ciepła połąconymi równolegle, opór R jet oporem prewodenia w etonie, natomiat opór R 4 w prypadku domku nr 5 jet oporem wnikania cterech powierchni ocnych płyty etonowej cyli jet równy cterem oporom połąconym równolegle: R 4 ( ) α - -
a w prypadku domku nr 6 oporem wnikania oków płyty etonowej ora oporem prenikania pre ero take połąconych równolegle: R 4 ( ) α α η Opory wnikania wynacamy jako odwrotności ilocynów wpółcynników wnikania ciepła i odpowiednich powierchni natomiat opór prewodenia wynacamy wykorytując wpółcynnik ktałtu definiowany jako tounek gruości atępcej δ do średniej powierchni prewodenia Otrymujemy więc dla domku nr 5 aleność: α a dla domku nr 6: gdie: t δ α α w η w α w t ( rónica temperatur ) α t ( ) α α powierchnia wewnętrna płyty etonowej powierchnia krótego oku płyty etonowej powierchnia dłuego krótego oku płyty etonowej η średnia powierchnia prewodenia płyty etonowej powierchnia era gruość atępca etonu wpółcynnik prewodenia ciepła etonu (pryjęto 0,84 W/mK) wpółcynnik wnikania ciepła wewnątr domku (pryjęto α 0W/m K) wpółcynnik wnikania ciepła na ewnątr domku (pryjęto α w 0W/m K) prawność era wpółcynnik ktałtu dla prewodenia w płycie (pryjęto 0.79 K/W) Dla wynacenia prawności era wylicamy kolejno: parametr m - 4 -
m α δ natępnie atępcą wyokość era h' ora h' h δ α α mh' e tgh( mh') mh' e otatecnie wylicamy prawność era η: tgh( mh') η mh' h δ α h7 cm 58 cm δ5 cm h0,97m δ0,09m Ry. Wymiary era - 5 -