Обработка результатов испытания

1. Определить расход теплоносителя, проходящего через нагревательный прибор, по формуле:

 кг/ч,            (1)

где m - коэффициент расхода диафрагмы, зависящий от отношения диаметров диафрагмы и трубы, в которой она установлена. Для диафрагмы d = 0,008 м, диаметр трубы, отводящей воду от прибора, D = 0,015 м. Для лабораторной установки принимаем значение m = 0,624;

f = p d ² / 4 – площадь отверстия диафрагмы, м²;

r - плотность воды (см. табл. 8 по средней температуре воды), кг/м³;

g - ускорение свободного падения, (9,8) м/с²;

D Н - перепад давления до и после диафрагмы (м).

 

1.

 

2.

 

3.

 

4.

 

2. Определить количество теплоты, отданного нагревательным прибором в окружающую среду, по формуле:

         (2)

где с – теплоемкость воды, кДж/кг×К (см. табл.8);.

t ^' и t ^'' – температура воды на входе в нагревательный прибор и выходе из него, ^oC;

G - расход теплоносителя, кг/ч.

 

1.

 

2.

 

3.

 

4.

3. Определить коэффициент теплопередачи нагревательного прибора водяного отопления по формуле:

            (3)

где Q – количества тепла, кДж/ч;

F – поверхность нагрева прибора, м²;

F = n f_c = 8×0,254 = 2,03 м³,

где n – количество секций нагревательного прибора;

f _c -  поверхность нагрева одной секции, м².

1.

 

2.

 

3.

 

4.

4. Результаты вычислений, найденные по формулам (1-3), занести в таблицу 7.

Таблица 7 – Расчетные величины

Номер опыта	G, кг/ч	Q, кДж/ч	К, Вт/м^2 × К	D t = (t^’ – t^”), ^oC
1
2
3
4

 

5. Построить график зависимости коэффициента теплопередачи К от разности температур воды Dt на входе и выходе из нагревательного прибора водяного отопления

К,
кВт
м^2 К

                                                                                             D t ⁰ C

Рис. 5 График зависимости K = f (D t)

Выводы:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Работу выполнил:       ________        Работу принял: ________            

     (подпись)                                           (подпись)

               

Таблица 8 – Физические параметры воды

t, ^oC	ρ, кг/м^3	с, кДж/кг·К	λ, Вт/м·К	ν ·10^-6, м^2/с	Рr
10	999,7	4,19	0,575	1,306	9,52
15	999,0	4,19	0,586	1,156	8,27
20	998,2	4,18	0,599	1,106	7,02
25	997,0	4,18	0,608	0,945	6,22
30	995,7	4,17	0,619	0,805	5,42
35	993,9	4,17	0,626	0,732	4,86
40	992,2	4,17	0,634	0,659	4,31
45	990,0	4,17	0,641	0,607	3,92
50	988,1	4,17	0,648	0,556	3,54
55	985,7	4,18	0,654	0,517	3,26
60	983,2	4,18	0,659	0,478	2,98
70	987,8	4,19	0,668	0,415	2,55

 

Лабораторная работа №4

ИСПЫТАНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ВОДЯНОГО

ТЕПЛООБМЕННИКА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Определение коэффициента теплопередачи водяного теплообменника, работающего по схеме прямотока и противотока.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА. Объектом испытания служит установка, выполненная в виде простейшего водяного теплообменника, состоящего из четырех одинаковых секций, которые выполнены в виде труб, помещенных одна в другую (рис 6).

Циркуляционный контур горячей воды 4 включает в себя электрический водонагреватель 1, центробежный насос 3, трубу теплообменника 2.

Холодная водопроводная вода нагревается в пространстве между трубами теплообменника, стекает в сливной трубопровод и отводится в канализацию.

Для контроля за расходом теплоносителя в течение опыта, в линии горячей 4 и холодной воды 7 врезаны ротаметры 5,6, снабженные водомерными стеклами с тарировочной шкалой.

Температуру первичного и вторичного теплоносителя на входе и выходе из теплообменника измеряют при помощи датчиков электронных термометров.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

При испытании установки на прямотоке выполняют следующие операции:

Открывают последовательно кран 1,2,3 для пуска холодной воды в установку. Расход холодной воды меняют вентилем 3. Для первой точки установить 70, для второй – 90, третей – 120, четвертой – 150 кг/ч (табл. 9).

Рис. 6. Схема водяного теплообменника:

1-водонагреватель; 2-линия горячей воды; 3-дачики термометра; 4-кран; 5-ротаметр; 6-теплообменик; 7-линия холодной воды.

 

Расход на отводящей трубе линии горячей воды при помощи вентиля 2 устанавливают постоянным, равным 90 кг/ч (20 делений по ротаметру). Прогревают установку до наступления установившегося режима, характеризующегося постоянством во времени температур первичного и вторичного теплоносителя на входе. При этом температура горячей воды на входе в подогреватель должна быть в пределах 60…70 ⁰С. При испытании установки снимаются следующие измеряемые параметры:

 

- температура холодной воды на входе t^'₁   ^o C;

- температура холодной воды на выходе t ^" ₁ ^o C;

- средняя температура холодной воды t₁ = 0,5(t^'₁ +   t ^"₁);

 - температура горячей воды на входе t^'₂ ^o C;

- температура горячей воды на выходе t ^" ₂ ^o C;

- средняя температура горячей воды t₂ = 0,5(t^'₂  + t^"₂);

- температура стенки внутренней трубы t_c = 0,5(t₁ + t₂);

- расход холодной воды G₁ кг/ч;

- расход горячей воды G₂ кг/ч.

 

Таблица 9 – Тарировочная таблица

Показания ротаметра	Расход, кг/ч
10	70
20	90
30	120
40	150
50	170
60	240

Как только будет достигнут установившийся режим работы установки на противотоке, с интервалом 1 мин, проводят 4 опыта. 

По окончании испытания на противотоке отключают электронагреватель 1. Закрывают вентили 2, 3 и 1. Значения показателей всех величин, измеренных в течение опыта, заносят в таблицу 10.

Таблица 10 – Исходные данные

Номер опыта	t^'1 ^oC	t^"1 ^oC	t1 ^oC	t^'2 ^oC	t^"2 ^oC	t2 ^oC	tc ^oC	G1, кг/ч	G2, кг/ч
1
2
3
4

Физические параметры холодной и горячей воды выбирают из таблицы 8 в зависимости от среднеарифметических температур.