Трибушна А.О., Ткачов О.О. — ст. 1к. БГМФ
Трянов В.І. — асистент
Конвекція — вид теплопередачі, який зустрічається в нашому житті не менш часто, ніж теплопровідність і випромінювання. Конвекція-це процес теплопередачі, при якому енергія переноситься самими потоками рідини чи газу. Конвекція може проходити тільки в рідинах чи газах (в твердих тілах такого явища не буває).
Розрізняють два види конвекції: вимушена і вільна конвекція або природна. Конвекція, яка проходить без втручання зовнішніх сил, називається вільною конвекцією.
Якщо ж нерівномірно нагріту рідину чи газ перемішувати за допомогою насоса, то відбудеться вимушена конвекція.
Основним законом конвективного теплообміну являється закон Ньютона-Ріхмана:
Q=
(tc-tр) S (1)
Де
Q — тепловий потік від більш нагрітого тіла до менш нагрітого,
tc — температура поверхні твердого тіла,
tр — температура теплоносія,
S -площа поверхні теплообміну,
-коефіцієнт тепловіддачі (Вт/мК).
З формули (1) видно, що коефіцієнт тепловіддачі 
-це фізична величина, що дорівнює тепловому потоку від поверхні теплообміну площею 1м
1м при різниці температур поверхні та теплоносія в один кельвін.
Величина коефіцієнта тепловіддачі залежить від багатьох факторів: температури поверхні тепловіддачі, температури теплоносія, швидкості руху теплоносія, його теплопровідності, питомої теплоємності, густини, кінематичної в‘язкості.
Коефіцієнт конвективної тепловіддачі розраховується за формулою:
k =[IU-EC0 ((Tc1|100)4-(Tc2|100)4) Пdl]/[(tc-tж) Пdl] (2)
Коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням розраховується за формулою:
л =[E1C0((Tc1/100)4-(Tc2/100)4)]/[tc-tж] (3)
Повний коєфіцієнт тепловіддачі при складному теплообміні дорівнює:
=[IU]/[(tc-tж) Пdl] (4)
Тепловий потік, обумовлений випромінюванням дорівнює:
Qл=
л (tc-tж)Пdl
Тепловий потік конвективної тепловіддачі дорівнює:
Qk=
k (tc-tж)Пdl
В цих формулах: E1 — ступінь чорноти поверхні труби, С0=5,67Вт/мК, Тc1-абсолютна температура труби, Тc2-абсолютна температура стін аудиторії, d-діаметр труби, l-довжина труби.
Для проведення дослідження зроблена установка, яка складається з металевої труби, в середині якої розміщується теплоелектронагрівний елемент; термопара; посудини, де знаходиться другий кінець термопари та термометр; вимірника струму в ланцюгу термопари; амперметра; вольтметра; ЛАТРа — лабораторний автотрансформатор для задання необхідного режиму нагрівання та графік для визначення температури за струмом у ланцюзі термопари.
|
режим |
I, A |
U, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,1 |
12 |
20 |
39 |
0,03 |
1,05 |
5,05 |
2,14 |
7 |
7,19 |
|
|
1,6 |
18 |
20 |
47 |
0,03 |
1,05 |
8,76 |
2,23 |
11 |
10,9 |
|
|
2,1 |
23 |
20 |
57 |
0,03 |
1,05 |
11,07 |
2,34 |
14 |
13,4 |
, 0C
, 0C
, м
, м
+
Виконавши необхідні вимірювання та обчисливши значення 
, 
k, 
л за формулами відповідно (4),(2),(3), ми побачили, що сума 
+
приблизно дорівнює повному коефіцієнту тепловіддачі 