- •Пермь 2014г Описание установки и ее работы
- •Лабораторная работа № 5.1. «Исследование работы кожухотрубчатого теплообменника при теплообмене в системе вода – воздух»
- •Порядок проведения работы
- •Обработка опытных данных и составление отчета
- •Определение коэффициента теплоотдачи от стенки к воздуху
- •Определение теоретического коэффициента теплопередачи
- •Определение опытного коэффициента теплопередачи
- •Лабораторная работа №5.2. «Изучение зависимости коэффициента теплопередачи (теплоотдачи) между системой вода-воздух от скорости движения жидкой среды».
- •Порядок проведения работы
- •Коэффициент объемного расширения газов (в интервале 0...100оС при давлении 101,3 кПа)
Определение теоретического коэффициента теплопередачи
Ктеор рассчитывается по уравнению ,
со стороны воздуха, для дистиллированной воды,ст = 384 Вт/(мК):
= 17,091
По уравнению осуществим проверку принятого значения tст, и при необходимости выполним повторный расчет:
|
q = Ktср = возд(tствозд –tсрвозд) = воды(tсрводы –tстводы)= 36,764, |
| |
где |
возд, воды - коэффициенты теплоотдачи воздуха и воды; | ||
tсрвозд, tсрводы - средние температуры воздуха и воды; | |||
tствозд, tcтводы - температуры стенок со стороны воздуха и воды.
2,157
|
Определение опытного коэффициента теплопередачи
По табл. 1 находим теплоемкость воды Св (кДж/(кгК) при ее средней температуре. Св = 1,29 кДж/(кг∙К)
Вычисляем тепловой поток (Вт):
|
= 0,083 Вт |
|
где - массовый расход воды при средней температуре,; - удельная теплоемкость при средней температуре, ; - начальная температура воды; - конечная температура воды. |
|
= 0,107 кг/с |
|
где L- объемный расход воды, ; - плотность воды при средней температуре, . |
Определяем поверхность теплообмена (м2):
= 1,979 м2
где - средний диаметр трубки,м; L – длина труб, м; n – число труб в одном ходу;
z – число ходов.
Из уравнения Q = Кtср F находим опытное значение коэффициента теплопередачи Коп = 19,363 .
Расчетные результаты занести в табл. 5.5.
Таблица 4- Расчетные результаты
Воздух |
Вода |
Ктеор |
Q |
tср |
Коп |
Процент ошибки | ||||||||||||
wвозд |
Re |
Nu |
возд |
wвод |
Re |
Nu |
вод |
|
|
|
|
| ||||||
3,639 |
6592 |
20,4 |
18,6 |
0,025 |
496,24 |
5,419 |
239,97 |
17,09 |
0,083 |
2,157 |
19,36 |
11 | ||||||
6,369 |
6590 |
20,436 |
18,64 |
0,025 |
494,8 |
5,693 |
252,1 |
17,08 |
0,083 |
2,157 |
19,36 |
11 |
Выводы:
Ознакомились с устройством и работой двухходового кожухотрубчатого теплообменного аппарата;
Определили опытное значение коэффициента теплопередачи и сравнили его с расчетным.
Лабораторная работа №5.2. «Изучение зависимости коэффициента теплопередачи (теплоотдачи) между системой вода-воздух от скорости движения жидкой среды».
Цель работы: экспериментальное исследование зависимости интенсивности теплоотдачи от скорости движения жидкости у теплообменной поверхности.
Порядок проведения работы
Перед проведением работы осуществить пуск установки и вывод ее на стационарный режим.
Установить необходимый расход воды и расход воздуха. Подача насоса должна осуществляться на 56 % от его максимальной производительности. Расход воздуха в течение эксперимента оставить постоянным. Вентилятор должен быть загружен на 17 % от его максимальной производительности.
В начале работы снять показания приборов, замеряющих входные и выходные параметры теплообменника. Результаты записать в табл. 5.
Таблица 5 - Опытные результаты
№ опыта |
Объемный расход воды L, |
Температура воды, 0С |
Объемный расход воздуха V0, |
Температура воздуха, 0С | ||||
вход |
выход |
вход |
выход | |||||
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
|
Задать расход горячего теплоносителя (33 %) измерителем-регулятором ТРМ 201-Щ1, установленным на щите.
Через 10 – 15 мин после выхода установки на стационарный режим снять показания приборов и занести в табл. 5.6.
Далее аналогично, уменьшая расход воды (5 %) при помощи частотного преобразователя и измерителя-регулятора ТРМ 201-Щ1, как только установка выйдет на стационарный режим, фиксировать параметры работы теплообменника.
Для завершения работы достаточным являются четыре режима.
Таблица 5. - Расчетные результаты
№ опыта |
Воздух |
Вода |
tср |
К |
Q | ||||||||||
wвод |
Re |
Nu |
вод |
wвозд |
Re |
Nu |
возд | ||||||||
1 |
3,639 |
6592 |
20,4 |
18,6 |
0,025 |
496,24 |
20,4 |
239,97 |
2,157 |
17,09 |
0,083 | ||||
2 |
3,576 |
6473 |
20,145 |
18,375 |
0,03 |
596,4 |
5,719 |
253,28 |
1,764 |
16,926 |
0,055 | ||||
3 |
3,575 |
6469 |
20,134 |
18,366 |
0,037 |
743,2 |
6,042 |
267,58 |
1,97 |
16,978 |
0,055 |
Выводы: