Определение опытного коэффициента теплопередачи

1. По табл. 5.2 найти теплоемкость воды С_в (кДж/(кг×К) при ее средней температуре.

2. Вычислить тепловой поток (Вт):

 

	,	(5.30)
где - массовый расход воды при средней температуре, ; - удельная теплоемкость при средней температуре, ; - начальная температура воды; - конечная температура воды.

 

	,	(5.31)
где L - объемный расход воды, ; - плотность воды при средней температуре, .

3. Составить схему распределения температур и найти среднюю разность температур.

4. Определить поверхность теплообмена (м²):

	,	(5.32)
где - средний диаметр трубки, м; L – длина труб, м; n – число труб в одном ходу; z – число ходов.

5. Из уравнения (5.12) найти опытное значение коэффициента теплопередачи К_оп и сравнить с теоретическим значением.

6. Расчетные результаты занести в табл. 5.5.

Таблица 5. 5- Расчетные результаты

Воздух

Вода

Ктеор

Q

Dtср

Коп

Процент ошибки

wвозд

Re

Nu

aвозд

wвод

Re

Nu

aвод

 

Отчет о работе должен включать в себя:

– цель и содержание работы;

– схему лабораторной установки;

– краткое описание лабораторного стенда и эксперимента;

– расчеты определяемых величин, таблицы с опытными и расчетными результатами;

– выводы.

Контрольные вопросы к лабораторной работе № 5.1

 

1. Порядок выполнения работы.

2. Способы передачи тепла. Теплоотдача и теплопередача.

3. Тепловой баланс.

4. Уравнения Фурье и Ньютона, основное уравнение теплопередачи.

5. Физический смысл и размерности коэффициентов l, a, К. Ориентировочные значения коэффициентов l и a. Влияние коэффициентов теплоотдачи на коэффициент теплопередачи.

6. Основные и производные критерии тепловых процессов, обобщенное критериальное уравнение.

7. Вид критериальных зависимостей для различных случаев теплоотдачи.

8. Средняя движущая сила тепловых процессов, её определение при прямотоке, противотоке, смешанном токе, выбор взаимного движения теплоносителя.

9. Порядок проектного и поверочного расчета теплообменных аппаратов.

10. Основные теплоносители и хладоагенты. Требования, предъявляемые к теплоносителям.

11. Способы нагревания и охлаждения.

12. Конструкции теплообменников (применение, сравнение, особенности, преимущества, недостатки).

13. Компенсация температурных удлинений, способы закрепления и размещения труб в трубных решетках.

 

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. 5.6.

 

Таблица 5.6 - Опытные результаты

№ опыта	Объемный расход воды L,	Температура воды, ^0С	Объемный расход воздуха V0,	Температура воздуха, ^0С
вход	выход	вход	выход

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 5.7- Расчетные результаты

№ опыта	Вода	Воздух	Dtср	К	Q
wвод	Re	Nu	aвод	wвозд	Re	Nu	aвозд

 

Отчет о работе должен содержать:

– цель и содержание работы;

– краткое описание эксперимента;

– результаты измерений в виде табл. 5.6;

– рассчитанные величины, которые занесены в табл. 5.7;

– графики зависимости , от скорости движения горячего теплоносителя ;

– выводы о проведенной работе.

Контрольные вопросы к лабораторной работе №5.2

1. От каких факторов зависит интенсивность переноса тепла от теплообменной поверхности к потоку газа (жидкости)?

2. За счет чего на практике можно обеспечить высокий коэффициент теплоотдачи?