Équipement d'enseignement thermique à transfert de chaleur par convection forcée

Équipement d'enseignement thermique à transfert de chaleur à convection forcée TD1

TRANSFERT DE CHALEUR PAR CONVECTION FORCÉE
Une connaissance de base de la théorie du transfert de chaleur par convection forcée est précieuse dans de nombreux domaines d'ingénierie, en particulier la conception d'échangeurs de chaleur. L'appareil de transfert de chaleur à convection forcée permet aux étudiants d'examiner la théorie et les formules associées liées à la convection forcée dans les tuyaux.
Il s'agit d'un châssis supportant un moto-ventilateur, une tuyauterie et un panneau d'instrumentation. Il dispose également d'une grande surface de travail pour le confort des étudiants.
Le ventilateur tourne à vitesse constante et aspire l'air à travers une vanne de régulation. L'air se déplace ensuite dans un tuyau en forme de U. Une plaque à orifice dans le tuyau se connecte à un manomètre sur le panneau d'instrumentation pour mesurer le débit d'air. Un manomètre plus grand sur le tableau de bord mesure la chute de pression du ventilateur.

Le tuyau en forme de U se connecte à un « tuyau d'essai » en cuivre isolé et chauffé électriquement de plus petit diamètre. Les élèves contrôlent la puissance d'entrée du réchauffeur de tuyau d'essai à l'aide d'un transformateur variable, tout en notant la puissance à l'aide d'instruments sur le panneau. Le tube d'essai se décharge dans l'atmosphère.
Des prises de pression à chaque extrémité du tuyau d'essai se connectent à un manomètre sur le tableau de bord pour mesurer la chute de pression de la longueur d'essai. Un thermomètre mesure la température de l'air à l'entrée du tuyau d'essai. Les thermocouples mesurent la température à divers points le long de la paroi du tube d'essai. D'autres thermocouples mesurent la température en divers points de l'isolation du tuyau d'essai. Les étudiants utilisent un indicateur numérique sur le panneau d'instrumentation pour afficher les lectures de température du thermocouple.
Pour éviter la surchauffe, un démarreur de moteur, un sectionneur et un verrouillage de sécurité empêchent le chauffage de fonctionner à moins qu'il n'y ait un débit d'air approprié.
Le panneau d'instrumentation comprend également un manomètre qui se connecte à un ensemble de traverse de tube de Pitot pour mesurer le profil de vitesse à travers le tube d'essai.
RÉSULTATS D'APPRENTISSAGE

• Dérivation de la valeur du nombre de Nusselt (Nu) et comparaison avec la formule empirique
• Calcul du coefficient de transfert thermique local (h)
• Détermination du nombre de Stanton (St)
• Calcul du facteur de frottement (f) et comparaison avec la valeur expérimentale
• Détermination de la validité de l'analogie de Reynolds pour l'air