Обработка опытных данных и составление отчета
Порядок расчета опытного коэффициента теплоотдачи от воды к стенке
1. Найти среднюю температуру воды.
2. Вычислить площадь поперечного сечения трубного пространства на один ход, по которому движется вода:
 ,
| (5.23) | |||
| где | dв – внутренний диаметр трубы,  ; n – число труб на один ход.
| |||
3. Определить эквивалентный диаметр:
для труб круглого сечения
| dэ = dв | (5.24) |
4. Найти скорость течения воды W (м/с).
5. По табл. 5.2. определить динамическую вязкость 
и плотность воды 
при ее средней температуре.
Таблица 5.2 - Физические свойства воды при атмосферном давлении
| Темпе-ратура, 0C | Динамическая вязкость m×103, Па×с | Плотность r, кг/м3 | Теплоем-кость с, 
| Коэффициент теплопроводности l, Вт/(м×К) | Критерий Прандтля | Коэффициент объемного расширения b×105,1/К |
| 1,790 | 4,210 | 0,552 | 13,700 | 0,500 | ||
| 1,310 | 4,190 | 0,575 | 9,520 | |||
| 1,010 | 4,190 | 0,600 | 7,020 | |||
| 0,810 | 4,180 | 0,618 | 5,420 | |||
| 0,660 | 4,180 | 0,634 | 4,310 | |||
| 0,560 | 4,180 | 0,648 | 3,540 | |||
| 0,470 | 4,180 | 0,659 | 2,980 | 51,100 | ||
| 0,410 | 4,190 | 0,668 | 2,550 |
6. По уравнению (5. 9) вычислить критерий Рейнольдса.
7. По соответствующему уравнению найти критерий Нуссельта:
а) задаться температурой стенки (по согласованию с преподавателем);
б) в зависимости от режима движения воды по табл. 5. 2 найти коэффициент объемного расширения воды b (1/К) при ее средней температуре;
в) по уравнению (5.10) определить критерий Грасгофа;
г) по таблице 5. 3 определить коэффициент el;
Таблица 5.3 – Значения коэффициента el
| Re | Коэффициент el при l / d | ||||
| 50 и более | |||||
| До10000 | 1,28 | 1,13 | 1,07 | 1,03 | |
| 1,23 | 1,13 | 1,07 | 1,03 | ||
| 1,18 | 1,10 | 1,05 | 1,02 | ||
| 1,13 | 1,08 | 1,04 | 1,02 | ||
| 1,10 | 1,06 | 1,03 | 1,02 |
где l /d – отношение длины трубы к ее внутреннему диаметру.
д) по табл. 5. 2 найти два критерия Прандтля для воды: при средней температуре воды и при температуре стенки;
е) вычислить критерий Нуссельта.
8. Определить коэффициент теплоотдачи от воды к стенке (Вт/(м2×с):
 .
| (5.25) |
Значение коэффициента теплопроводности воды l находится по табл. 5.2 при средней температуре воды.
Определение коэффициента теплоотдачи от стенки к воздуху
1. Найти среднюю температуру воздуха.
2. Определить площадь сечения межтрубного пространства F(м2), по которому движется воздух.
3. Вычислить расход воздуха при средней температуре (м3/ч):
 ,
| (5.26) | |||
| где | Т – средняя температура воздуха, К; | |||
| V0 – расход воздуха (при комнатной температуре t), м3/ч. | ||||
4. Найти скорость воздуха w (м/с).
5. Рассчитать плотность воздуха при его средней температуре (кг/м3):
 ,
| (5.27) | |||
| где | r0 - плотность воздуха при нормальных условиях, r0 = 1,29 кг/м3. | |||
6. По табл. 5.4 определить динамическую вязкость воздуха m при его средней температуре.
Таблица 5.4 - Физические свойства воздуха при атмосферном давлении
| Температура, 0С | Динамический коэффициент вязкость m×106, Па×с | Коэффициент теплопроводности l, Вт/(м×К) | Теплоемкость Ср, Дж/(м3×К) |
| 0,0244 | |||
| 19 | 0,0280 | ||
| 21,5 | 0,0326 | ||
| 0,0361 | |||
| 0,0396 |
7. Вычислить по уравнению (5.9) критерий Рейнольдса, характеризующий режим течения газа.
8. По соответствующему критериальному уравнению найти критерий Нуссельта.
9. Определить коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке (Вт/(м2×К):
 .
| (5.28) | |||
 ,
| (5.29) | |||
| где | D – внутренний диаметр кожуха, м; | |||
 – общеечисло труб;  - наружный диаметр труб, м.
| ||||
Значение коэффициента теплопроводности воздуха 
находится по табл. 5.4. при средней температуре воздуха.