機械エネルギー工学実験 T-3 鉛直管周りの自然対流 実験手順 その３
データの測定
「T-3 準備」のFormsで作った「T-3.docx」を開いてください。
真ん中あたりにある表に結果を記入していきます。
自然対流の観察
まず、鉛直管周りに発生する自然対流現象を観察します。
二回目、三回目の測定では臨界グラスホフ数を求めるために乱流開始位置を測り「表 測定値１」に記入します。一回目はすべて層流なので記録しません。
次に、教科書の空きページやレポート用紙などどのような紙でもいいので流れの様子を手書きでスケッチしてください。レポート作成時にスケッチした絵を写真に撮って、「表 測定値１」の前に貼り付け、図番号と図のタイトルをつけてください。
熱伝達率を求めるための測定（面積）（一回目のみ）
一回目のみ測定をします。熱伝達率を計算するために鉛直管の表面積が必要となります。表面積は直径と深さから求まります。
鉛直管の直径を測ります。代表者は直径を測ってください。
「表 測定値1」の表の一番上の鉛直管直径に測った値を記入してください。
鉛直管の油につかっている深さを測定します。「表 測定値1」の鉛直管深さに測った値を記入してください。
直径と深さから鉛直管の側面積を計算し「表 測定値1」の鉛直管表面積に記入してください。円柱の側面積を求める公式を使います。
熱伝達率を求めるための測定（電圧・電流）
熱伝達率を計算するための伝熱量を求めるために、ヒーターにかかっている電圧と電流を測定します。
「表 測定値1」の電流と電圧の欄に測定値をそれぞれ記入してください。
「表 測定値1」の表の一回分の列は全て埋まっていますか？
熱伝達率を求めるための測定（壁面熱電対）
熱伝達率を求めるための壁面温度を測定します。
図中で赤色で示している鉛直管の壁の温度を測るために熱電対を使います。壁の温度は二か所測っています。
熱伝達率を求めるための測定（壁面熱電対の電圧）
熱電対は電圧をデジタルマルチメーターで測ります。電圧は非常に小さな値であるため、大きく値が変化します。そこで、最大値と最小値を読み取ります。
切り替えスイッチを「9」にして鉛直管壁面 熱電対１（図中Tw1）の測定をします。
数秒間待って、最大値と最小値を「表 測定値～（熱電対～回目）」の一番上の欄に記入してください。値は小数点第二位（0.01）まで読み取ってください。
切り替えスイッチを「10」にして鉛直管壁面 熱電対２（図中Tw2）の測定をします。
数秒間待って、最大値と最小値を「表 測定値～（熱電対～回目）」に続けて記入してください。
熱伝達率を求めるための測定（遠方熱電対）
熱伝達率を求めるための遠方スピンドル油の温度を測定します。
図中赤色で示している遠方スピンドル油の温度を測定するため熱電対を使います。
熱伝達率を求めるための測定（遠方熱電対の電圧）
切り替えスイッチを「11」にして周囲スピンドル油 熱電対（図中T∞）の測定をします。
数秒間待って、最大値と最小値を「表 測定値～（熱電対～回目）」に続けて記入してください。
熱伝達率を求めるための測定（鉛直管周り熱電対）
鉛直管周りのスピオンドル油の温度分布の測定をしていきます。
図中赤色で示している鉛直管周りのスピンドル油の温度を測定するため熱電対を使います。この熱電対は水平方向に動きます。鉛直管に接触させた位置から徐々に離し、13か所で測定します。
熱伝達率を求めるための測定（鉛直管周り熱電対の電圧）
切り替えスイッチを「8」にして鉛直管周りの温度分布（図中Tx）の測定をします。
担当者を決めて測定位置を動かします。
それぞれ数秒間待って、最大値と最小値を「表 測定値～（熱電対～回目）」に記入してください。
0.5 mmずつ鉛直管から離します
- 鉛直管周り 0.0 mm
- 鉛直管周り 0.5 mm
- 鉛直管周り 1.0 mm
- 鉛直管周り 1.5 mm
- 鉛直管周り 2.0 mm
- 鉛直管周り 2.5 mm
- 鉛直管周り 3.0 mm
- 鉛直管周り 3.5 mm
- 鉛直管周り 4.0 mm
- 鉛直管周り 4.5 mm
- 鉛直管周り 5.0 mm
ここから移動幅を5.0 mmと大きくします
- 鉛直管周り 10.0 mm
- 鉛直管周り 15.0 mm
「表 測定値～（熱電対～回目）」の表は下まで埋まりましたか？
一セット分の測定終わり
一セット分の測定は終わりです。データを確認して、問題がなさそうであれば、実験条件を次の条件に変えます。次の条件がある場合はスライダックを調整し、鉛直管のヒーターへの負荷を大きくし、温度を高くしています。
３回目であれば測定は終わりです。