Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Расчет и испытание теплообменного аппарата (типа «труба в трубе»).

Поиск

Цель работы: повышение уровня знаний в вопросах теплопередачи и приобретение навыков экспериментального исследования, работы эле­ментов технологических цепей и теплообменного оборудования.

 

Задачи работы.

1. Изучение конструкции теплообменника «труба в трубе».

2. Испытание теплообменника. Определение коэффициента теплопередачи. Площади поверхности теплообмена.

 

В зависимости от направления движения теплоносителей рекупе­ративные теплообменники могут быть (рис.10.2) прямоточными при парал­лельном движении теплоносителей в одном направлении (а), противоточными при параллельном встречном движении (б)

 


Рис.10.2 Схемы движения теплоносителей в теплообменниках «труба в трубе»:  а - прямоточное; б - противоточное;

 

 

 

Стенд для проведения лабораторной работы включает в себя трубу большего и меньшего диаметра (рис. 10.3), вентилятор для подачи холодного воздуха и воздухонагреватель для организации потока горячего нагревателя

D
d
Выход нагретого воздуха
Вход нагреваемого воздуха
Вход греющего воздуха
Выход греющего воздуха


Рис.10.3. Схема лабораторной установки для проведения испытания теплообменного аппарата

 

 

Последовательность выполнения работы

 

1. Ознакомиться с конструкцией теплообменника «труба в трубе» и  с помощью штангенциркуля замерить размеры теплообменника:

dнар и  dвн - диаметры внутренней трубы, м;

D нар и  Dвн - диаметры наружной трубы, м;

 

2. Измерить параметры воздуха в схеме прямотока. Установить воздухонагреватель на конце внутренней трубы.  С помощью анемометра, установленного на другом конце внутренней трубы измерить скорость воздуха.

3. Установить вентилятор в отверстие наружной трубы, находящееся с того же конца, что и отверстие с нагревателем (рис.10.3) и включить его. Анемометром померить скорость нагреваемого воздуха. Данные занести в таблицу.

4. Повторить замеры для противотока. Для создания противотока переместите воздухонагреватель на другой конец внутренней трубы, при этом вентилятор нагреваемого воздуха не трогать. Теперь, входы одного потока совпадают с выходами другого потока.

5. Провести измерения указанные в пунктах 2-4 три раза че­рез каждые 5 минут после установления стационарного режима и за­нести их в таблицы  10.1а и 10.2а соответственно;

6. После окончания измерения выключить установку.

 

Обработка результатов испытаний.

1. Тепловая нагрузка  Q на теплообменник определяется по формуле 7.1, Вт, для нагреваемого воздуха:

 

Q = G ·сср (t 2вых -   t 2вх)                                           (10.1)

 

где G = w · f · ρ - массовый расход нагреваемого воздуха через трубу,   кг/с;

  с cp - теплоемкость воздуха, Дж/кг К;

  f - живое сечение трубы для прохода нагреваемого воздуха, м, определяется по формуле 10.3 ;

  ρ - плотность воздуха, кг/м3;

  w- скорость ветра в сечении трубы, измеренная анемометром, м/с;

сcp и ρ - берутся при средней температуре воздуха в трубе по таблице 10.3.

 

tcp = (t 2вых +   t 2вх) / 2                                             (10.2)

 

                                                   (10.3)

где dэкв – эквивалентный диаметр внутреннего теплообменного пространства теплообменника, м, определяется по формуле

 

 

2. Коэффициент    теплопередачи  К  определяется по формуле 10.4, :

                            (10.4)

 

где α1 - коэффициент теплоотдачи от греющего воздуха к стенке трубы, , определяется по формуле 10.5;

α2 - коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к нагреваемому воздуху, , определяется по формуле 10.5;

- термическое сопротивление стенки трубы;

d - толщина стенки трубы, м;

l - коэффициент теплопроводности материала трубы, ;

  

a = 6,2 + 4,2 w;                                   (10.5.)

где w – скорость воздуха в соответствующей трубе, м/с, замеряется анемометром.

 

3. Площадь поверхности теплообмена, м2, определяется по формуле 7.6

                                       (10.6.)

4. Для определения температурного напора Δt ср (q) строим схемы потоков как на рисунке 7.4. как для прямотока, так и для противотока. Определяем значения разностей (t1 - t2) на концах потоков и присваиваем им обозначение Δt б  и Δt м, соответственно. Если величины незначительно  отличаются друг от друга, а их отношение Δt б / Δt М < 2, то средний температурный напор можно приближенно определить из выражения 10.7:

 

Δt ср = (Δt б + Δt М) / 2.                     (10.7)

 

а при Δtб / ΔtМ > 2 средняя разность температур (средний логарифмический температурный напор), определяется по формуле 10.8:

 

где                 Δt ср =                                        (10.8)

      

t1вх
tвых1
Воздух греющий
Воздух нагреваемый
t2вх
tвых2
t1вх
tвых1
Воздух греющий
Воздух нагреваемый
t2вх
tвых2

 


Рис.10.4. Схема определения средней рабочей температуры Δt СР установки при прямотоке и противотоке

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2020-10-24; просмотров: 118; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.17.78.182 (0.008 с.)