Определение теоретического коэффициента теплопередачи

Объемный расход воды L,

Температура воды, ⁰С

Объемный расход воздуха V₀,

Температура воздуха, ⁰С

К_теор рассчитывается по уравнению ,

со стороны воздуха, для дистиллированной воды, l_ст = 384 Вт/(м×К):

= 17,091

По уравнению осуществим проверку принятого значения t_ст, и при необходимости выполним повторный расчет:

	q = K×Dt_ср = a_возд(t_ст^возд –t_ср^возд) = a_воды(t_ср^воды –t_ст^воды)= 36,764,
где	a_возд, a_воды - коэффициенты теплоотдачи воздуха и воды;
t_ср^возд, t_ср^воды - средние температуры воздуха и воды;
t_ст^возд, t_c_т^воды - температуры стенок со стороны воздуха и воды. 2,157

Определение опытного коэффициента теплопередачи

1. По табл. 1 находим теплоемкость воды С_в (кДж/(кг×К) при ее средней температуре. С_в = 1,29 кДж/(кг∙К)

2. 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, .

3. 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.

4. Из уравнения Q = К×Dt_ср× F находим опытное значение коэффициента теплопередачи К_оп = 19,363 .

5. Расчетные результаты занести в табл. 5.5.

Таблица 4- Расчетные результаты

Воздух	Вода	К_теор	Q	Dt_ср	К_оп	Процент ошибки
w_возд	Re	Nu	a_возд	w_вод	Re	Nu	a_вод
3,639		20,4	18,6	0,025	496,24	5,419	239,97	17,09	0,083	2,157	19,36
6,369		20,436	18,64	0,025	494,8	5,693	252,1	17,08	0,083	2,157	19,36

Выводы:

1. Ознакомились с устройством и работой двухходового кожухотрубчатого теплообменного аппарата;

2. 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

1. Перед проведением работы осуществить пуск установки и вывод ее на стационарный режим.

2. 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.

3. В начале работы снять показания приборов, замеряющих входные и выходные параметры теплообменника. Результаты записать в табл. 5.

Таблица 5 - Опытные результаты

4. Задать расход горячего теплоносителя (33 %) измерителем-регулятором ТРМ 201-Щ1, установленным на щите.

5. Через 10 – 15 мин после выхода установки на стационарный режим снять показания приборов и занести в табл. 5.6.

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.

7. Для завершения работы достаточным являются четыре режима.

Таблица 5. - Расчетные результаты

№ опыта	Воздух	Вода	Dt_ср	К	Q
w_вод	Re	Nu	a_вод	w_возд	Re	Nu	a_возд
	3,639		20,4	18,6	0,025	496,24	20,4	239,97	2,157	17,09	0,083
	3,576		20,145	18,375	0,03	596,4	5,719	253,28	1,764	16,926	0,055
	3,575		20,134	18,366	0,037	743,2	6,042	267,58	1,97	16,978	0,055

Выводы:

Коэффициент объемного расширения газов (в интервале 0...100^оС при давлении 101,3 кПа)

Вещество	β10^-3K^-1	Вещество	β10^-3K^-1
Азот	3,672	Двуокись углерода	3,726
Аммиак	3,770	Кислород	3,672
Аргон	3,676	Метан	3,678
Ацетилен	3,726	Неон	3,661
Водород	3,664	Окись углерода	3,667
Воздух	3,665	Этан	3,750
Гелий	3,66