Порядок проведення дослідів

1. Отримати у керівника завдання.

2. Ознайомитись з вимірювальними приладами та визначити ціну поділки шкали кожного з них.

3. За допомогою вентиля 20 або 35 заповнити випарник водою до рівня, заданого керівником. Під час дослідів рівень потрібно підтримувати постійним, добавляючи воду у випарник.

4. Відкрити вентиль 21 для подачі охолодної води у конденсатор вторинної пари.

5. Відкрити вентиль 11 для подачі гріючої пари у випарник і встановити тиск пари, що відповідає першому режиму роботи. Під час дослідів тиск треба підтримувати сталим.

6. Продути через вентиль 1 сепаратор 6. Продувку закінчити, коли із дренажної трубки 34 зявиться пара.

7. Аналогічно продути гріючу камеру та парову оболонку вимірника 27 за допомогою вентилів 2 та 30.

8. Відкрити на ¼ оберта вентилі 24 та 26 для видалення із гріючої камери 10 та із конденсатора 19 газів, що не конденсуються. Видалення газів проводити перед кожним дослідом.

9. Злити конденсат із вимірників 27 та 29, для чого відкрити вентилі 31 та 33.

10. Закрити вентилі 31 та 33, і коли у вимірниках зявиться конденсат, увімкнути секундомір, одночасно записавши у журнал спостережень початковий обєм конденсату у кожному вимірнику.

11. Після закінчення часу першого досліду (задається керівником) записати кінцевий обєм конденсату. Обєм конденсату, який утворився за час досліду у см³, визначається як різниця між кінцевим та початковим обємами конденсату у вимірнику.

12. Якщо вимірники не заповнені конденсатом, дослід повторити, не зливаючи його. В іншому випадку злити конденсат із вимірників і, не змінюючи режим, повторити дослід. У процесі кожного досліду записувати у журнал спостережень тиск гріючої пари за манометром 12, тиск вторинної пари за манометром 16 і температуру конденсату вторинної пари у вимірнику 29 – за термометром 25.

13. Аналогічно провести досліди за інших режимів, змінивши тиск гріючої пари.

14. Після закінчення останнього досліду:

а) закрити вентиль 11 для припинення подачі пари у випарник;

б) закрити вентиль 21 для припинення подачі води у конденсатор;

в) злити конденсат із вимірників;

г) приступити до обробки результатів дослідів.

Обробка результатів дослідів

1. Дослідні дані занести у табл.8 і обчислити їх середні значення.

2. Розрахувати абсолютні тиски гріючої та вторинної пари і за таблицями термодинамічних властивостей води і водяної пари ( табл.9 і 10) визначити усі необхідні параметри пари та конденсатів.

3. Для кожного режиму розрахувати коефіцієнт теплопередачі і коефіцієнт корисної дії випарника.

4. Побудувати графіки залежностей k = f(t) і  = f(t), проаналізувати їх та звернути увагу на фактори, що впливають на коефіцієнт теплопередачі.

Коефіцієнт теплопередачі від пари, що конденсується, до киплячої води визначають за рівнянням теплопередачі (5.1)

де Q₁  тепловий потік від гріючої пари до киплячої води, Вт; t – температурний напір, К; F – площа поверхні теплообміну, м².

Тепловий потік Q₁ розраховують за масовою витратою конденсату гріючої пари

Q₁ = M₁(h_п – h_к),

де М₁ – масова витрата конденсату, кг/с; h_п, h_к – ентальпії відповідно гріючої пари і конденсату, Дж/кг.

Масову витрату конденсату М₁ визначають за обємом конденсату, що знайдений у дослідах

,

де V₁ – об’єм конденсату гріючої пари за час досліду, м³;   час досліду, с; v₁ – питомий об’єм конденсату, м³/кг.

Площу поверхні теплообміну розраховують за її технічними характеристиками (на стенді)

F =  l (nd + D),

де l  активна довжина труб, м; n і d – відповідно кількість кип’ятильних труб та їх середній діаметр, м; D – середній діаметр циркуляційної труби, м.

Температурний напір t знаходять за рівнянням (5.3) як різницю температур насичення гріючої та вторинної пари.

Тепловий потік Q₂, що виникає під час конденсації вторинної пари, визначають за масовою витратою конденсату вторинної пари М₂

Q₂ = M₂r₂,

де M₂ – масова витрата, кг/с; r₂ – теплота пароутворення за тиску вторинної пари, Дж/кг

,

де V₂ – середній об’єм конденсату вторинної пари за час досліду, м³;

 - час досліду, с; v₂ – питомий обєм конденсату вторинної пари, м³/кг.

Конденсат вторинної пари має температуру t_к меншу за температуру насичення t_н2, а тому його питомий об’єм визначають за абсолютним тиском вторинної пари р₂ і температурою конденсату у вимірнику t_к (табл.10).

Коефіцієнт корисної дії випарника визначають як відношення теплових потоків Q₂ і Q₁

%