Обработка опытных данных

1. Определить среднюю температуру теплоносителей ti cр по формуле (3.12).

2. Определить физические свойства теплоносителей ( ρi , μi , ci , λi ,νi) при средних температурах ti cр (см. Приложение 4).

3. По уравнению теплового баланса (3.11) определить количество тепла Q1 , отданного горячим теплоносителем, и количество тепла Q2 , полученного

холодным теплоносителем.

Определить среднюю величину теплового потока:

, Вт .

Оценить сходимость теплового баланса (без учета тепловых потерь в

окружающую среду):

, % .

4. Вычислить среднюю разность температур Δtср по формулам (3.6) или (3.7),

предварительно определив наибольшую ∆tδ и наименьшую ∆tм разности

температур по концам теплообменника.

5. Определить поверхность теплопередачи по формуле:

, м .

6. Вычислить из уравнения (3.8) опытное значение коэффициента теплопере-дачи:

, Вт/(м2.К) .

Результаты вычислений занести в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

№ оп Сред. разность темпера-тур, 0 С Тепловой поток, Вт Средняяскорость м/с Режим течения Коэфф. теплоотда-чи,Вт/(м2.К) Коэфф. теплопереда-чи, Вт/(м2.К)
Δ t ср Q1 Q2 Q w1 w2 Re1 Re2 α1 α2 Kоп Kрас

7. Определение расчетного значения коэффициента теплопередачи провести

по уравнению аддитивности термических сопротивлений для однослойной стенки

, Вт/(м2.К) .

в следующей последовательности:

а) определить скорость движения теплоносителей

, м/с ,

где - площадь сечения потока горячего теплоносителя

в трубном пространстве, м2; - площадь кольце-

вого сечения потока холодного теплоносителя в межтрубном простран-

стве, м2 (здесь d вн, dнар – внутренний и наружный диаметры внутрен-

ней трубы; D - внутренний диаметр наружной трубы).

б) оценить по расчетному значению критерия Reрежим течения тепло-

носителей:

,

где d экв 1 = d вн , d экв 2 = D – dнар – эквивалентные диаметры сечений

потоков горячего и холодного теплоносителей;

технические возможности данной лабораторной установки позволяют

обеспечить течения горячего теплоносителя в неустойчивом турбулент-

ном режиме и холодного теплоносителя в ламинарном режиме.

в) рассчитать критерий Nu1 для горячего теплоносителя по формуле

(3.16), предварительно определив критерий Pr1 при температуре t1 cр

(см. Прил. 4 или формулу (2.9));

г) рассчитать коэффициент теплоотдачи при переносе тепла от горячего

теплоносителя к внутренней стенке внутренней трубы по формуле

, Вт/(м2.К) ;

д) определить температуру стенки внутренней трубы со стороны горячего

теплоносителя tcт 1 по формуле (3.18);

е) принимая температуру стенки внутренней трубы со стороны холодного

теплоносителя tcт 2 = tcт 1 , найти определяющую температуру, при

которой провести расчет критериев Nu2, Gr2, Pr2;

ж) определить критерий Pr2 и критерий Prст при температуре стенки

tcт 2 по аналогии с Pr1; критерий Gr2 по формуле (2.8); подставляя по-

лученные значения критериев Прандтля и Грасгофа в формулу (3.17),

найти критерий Nu2;



з) определить термическое сопротивление стенки внутренней трубы (без

учета загрязнений)

, (м2.К)/Вт ,

где λст - коэффициент теплопроводности меди, Вт/(м.К) (см. Прил. 2);

и) рассчитать коэффициент теплоотдачи при переносе тепла от наружной

стенки внутренней трубы к холодному теплоносителю по формуле:

, Вт/(м2.К) ;

к) вычислить расчетное значение коэффициента теплопередачи Крас по

приведенной выше формуле.

Результаты вычислений занести в таблицу 3.2.

8. Сделать выводы.

В выводах сравнить значения коэффициентов теплопередачи, полу-

ченных опытным и расчетным путем, отметить влияние режимов течения

теплоносителей на величину коэффициентов теплоотдачи, термического

сопротивления стенки на коэффициент теплопередачи, сопоставить движу-

щие силы процесса теплопередачи при прямо- и противоточном движении

теплоносителей, указать к какому типу аппаратов относится двухтрубный

теплообменник «труба в трубе».

Контрольные вопросы:

1. Что является движущей силой тепловых процессов ?

2. Какие способы переноса теплоты существуют и в чем состоит их принци-пиальное различие ?

3. В чем заключается сущность процесса теплопередачи ?

4. От каких параметров наиболее существенно зависит коэффициент теплопе-

редачи ?

5. Как определяется средняя движущая сила процесса теплопередачи ?

6. Какие критерии относятся к критериям теплового подобия и каков их физи-

ческий смысл ?

7. Какие термические сопротивления имеют место в процессе теплопередачи ?

8. Какое влияние оказывают на величину коэффициента теплопередачи загряз-нения на поверхности стенки ?

Работа № 4


3584158261825956.html
3584175062074038.html
    PR.RU™