Обработка экспериментальных данных.

1). при р_абс = 1,18 кгс/см²;

2). при р_абс = 1,12 кгс/см².

1. Расчёт экспериментального значения коэффициента теплопередачи от конденсирующегося пара к воде , Вт/(м2 ·К).

1. Q₂ = ṁ₂ ∙ С_p2 ∙ (Т_2к - Т_2н)

1). Т_2ср = 23,15 ℃;

С_p2 = 4190 Дж/кг∙К;

ṁ₂ = V̇₂ ∙ ρ = 3,33∙10^-4 ∙ 998 = 0,33 (кг/с);

Q₂ = 0,33 ∙ 4190 ∙ (43,3 – 3) = 55722,81 (Вт);

2). Т_2ср = 16,3 ℃;

С_p2 = 4190 Дж/кг∙К;

ṁ₂ = V̇₂ ∙ ρ = 5,28∙10^-4 ∙ 1000 = 0,528 (кг/с);

Q₂ = 0,528 ∙ 4190 ∙ (30,2 – 2,4) = 61502,5 (Вт).

2. А = n ∙ π∙d ∙ h = 20 ∙ 3,14 ∙ 0,019 ∙ 0,985 = 1,175 (м²).

3.

1).

2).

4.

1). ;

2).

2. Расчет коэффициентов теплоотдачи: от пара к стенкам труб α₁ и от стенок труб к воде α₂.

1.

1). ;

2). ;

2.;

;

;

;

1). ;

2).

3. Расчетный коэффициент теплопередачи.

;

1). ;

2). ;

4. Определение расхождения между опытным и расчётным значениями коэффициента теплопередачи.

1).

2). = 5,32 %.

Вывод: по экспериментальным данным определены коэффициенты теплопередачи и для первого и второго опытов соответственно. По уравнению аддитивности термических сопротивлений рассчитаны коэффициенты теплопередачи

для первого опыта и для второго опыта. Расхождение между экспериментальными и расчетными значениями составило 11,7% в первом случае и 5,3% во втором. В опыте с большими расходами (№2) теплоносителей коэф. теплопередачи выше, а расхождение между экспериментальным и расчетным значениями меньше.

Российский химико-технологиченский университет имени д.И.Менделеева кафедра процессов и аппаратов химической технологии

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ТЕПЛОПЕРЕДАЧА В ДВУХТРУБНОМ ТЕПЛООБМЕННИКЕ»

ВЫПОЛНИЛИ:

ГРУППА: О-

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: знакомство с устройством и действием двухтрубного теплообменника; определение величины коэффициента теплопередачи на основании экспериментальных данных; сравнение полученных значений коэффициентов теплопередач.

СХЕМА УСТАНОВКИ

Характеристика основного оборудования и контрольно измерительных приборов:

1. Змеевиковый подогреватель (П):

Диаметр трубы змеевика  201,5 мм

Диаметр витка 290 мм

Число витков 9

Шаг витка 90 мм

Диаметр кожуха  3455 мм

Высота кожуха 870 мм

Материал сталь Ст3

2. Теплообменник «труба в трубе» (ТО):

Диаметр внутренней трубы  253 мм

Диаметр наружной трубы  423,5 мм

Длина одного элемента 1300 мм

Количество элементов 4 шт.

Материал сталь Ст3

3. Сборник конденсата (С):

Диаметр  2308 мм

Высота 650 мм

Объём 25 л

Материал сталь Ст3

4. Конденсатоотводчик (КО): тип ВНИИСТО № 3

5. Водомерное стекло (поз. 10)

6. Ротаметры стеклянные поплавковые (поз. 7 и 8) типа РС-7

7. Равновесный мост ЭМП-209 на 6 точек (поз. 1–6)

Датчики – термометры сопротивления ЭТП-1

8. Манометр (поз. 9)

Выполнение работы

Экспериментальные данные

м3/с	T1н, °C	T1к, °C
0,179	58,8	45,9
м3/с	T2н, °C	T2к, °C
0,326	7,6	11,1

Расчётные данные

, кг/с	, кВт	V1, м/с	Re1	Nu1	α1,	kт эксп,	kт расч,	Δ, %
0,176	9,512	0,63	22207	107,05	3665,05
, кг/с	, кВт	V2, м/с	Re2	Nu2	α2,	543,18	550,4	1,31
0,326	4,78	4,15	30991,5	219,4	12581,67