Обробка результатів дослідів

1. Дослідні дані занести у табл.8 і обчислити їх середні значення.

2. Розрахувати абсолютні тиски гріючої та вторинної пари і за таблицями термодинамічних властивостей води і водяної пари (табл.9 і 10) визначити усі необхідні параметри пари та конденсатів.

3. Для кожного режиму розрахувати коефіцієнт теплопередачі і коефіцієнт корисної дії випарника.

4. Побудувати графіки залежностей k = f(Dt) і h = f(Dt), проаналізувати їх та звернути увагу на фактори, що впливають на коефіцієнт теплопередачі.

Коефіцієнт теплопередачі від пари, що конденсується, до киплячої води визначають за рівнянням теплопередачі (5.1)

де Q₁ - тепловий потік від гріючої пари до киплячої води, Вт; Dt – температурний напір, К; F – площа поверхні теплообміну, м².

Тепловий потік Q₁ розраховують за масовою витратою конденсату гріючої пари

Q₁ = M₁(h_п – h_к),

де М₁ – масова витрата конденсату, кг/с; h_п, h_к – ентальпії відповідно гріючої пари і конденсату, Дж/кг.

Масову витрату конденсату М₁ визначають за об¢ємом конденсату, що знайдений у дослідах

,

де V₁ – об’єм конденсату гріючої пари за час досліду, м³; t - час досліду, с; v₁ – питомий об’єм конденсату, м³/кг.

Площу поверхні теплообміну розраховують за її технічними характеристиками (на стенді)

F = p l (nd + D),

де l - активна довжина труб, м; n і d – відповідно кількість кип’ятильних труб та їх середній діаметр, м; D – середній діаметр циркуляційної труби, м.

Температурний напір Dt знаходять за рівнянням (5.3) як різницю температур насичення гріючої та вторинної пари.

Тепловий потік Q₂, що виникає під час конденсації вторинної пари, визначають за масовою витратою конденсату вторинної пари М₂

Q₂ = M₂r₂,

де M₂ – масова витрата, кг/с; r₂ – теплота пароутворення за тиску вторинної пари, Дж/кг

,

де V₂ – середній об’єм конденсату вторинної пари за час досліду, м³;

t - час досліду, с; v₂ – питомий об¢єм конденсату вторинної пари, м³/кг.

Конденсат вторинної пари має температуру t_к меншу за температуру насичення t_н2, а тому його питомий об’єм визначають за абсолютним тиском вторинної пари р₂ і температурою конденсату у вимірнику t_к (табл.10).

Коефіцієнт корисної дії випарника визначають як відношення теплових потоків Q₂ і Q₁

%

Контрольні запитання

1,Схема експериментальної установки. Призначення та будова елементів установки. Принцип дії випарника.

2. Розрахункове рівняння теплопередачі. Фізичний зміст та одиниціі вимірювання величин, що входять до рівняння.

3. Зв’язок між коефіцієнтом теплопередачі та частковими термічними опорами. Пояснити величини, що входять до рівняння.

4. Як визначають середній температурний напір між теплоносіями у різних теплообмінних апаратах? Графіки зміни температур теплоносіїв.

Конденсація пари. Види та умови конденсації. Визначення коефіцієнта тепловіддачі за конденсації пари та фактори, що на нього впливають.

5. Кипіння рідини. Режими кипіння. Залежність коефіцієнта тепловіддачі від температурного напору Dt = t_c – t_н2. Визначення коефіцієнта тепловіддачі та фактори, що впливають на a₂.

6. Розрахункові співвідношення, які використовуються у лабораторній роботі.

7. Зобразити процеси зміни стану води, гріючої та вторинної пари на схемі Ts – діаграми.

8. Як визначаються параметри води і водяної пари у лабораторній роботі? Позначення та одиниці вимірювання цих параметрів.

9. Порядок виконання лабораторної роботи.

 

Таблиця 8

Режим

Дослід

Тривалість досліду, с

Гріюча пара

Вторинна пара

Коефіцієнт теплопередачі k, Вт/(м^2×К)

Тиск, бар

Температура насичення tн1, °С

Ентальпія пари hп, кДж/кг

Ентальпія конденсату hк, кДж/кг

Питомий об¢єм конденсату v1, м^3/кг

Об¢єм конденсату за час досліду, V1, см^3

Тиск, бар

Температура °С

Питомий об¢єм конденсату v2, м^3/кг

Теплота пароутворення r2 , кДж/кг

Об¢єм конденсату за час досліду V2, см^3

Манометричний рм

Абсолютний, р1

Манометричний рм

Абсолютний р2

Насичення tн2

Конденсату у вимірни-ку tк

І

Середнє

ІІ

Середнє

ІІІ

Середнє

 

 

Термодинамічні властивості води і водяної пари у стані насичення (аргумент – тиск)

Табл. 9

р, бар	tн, °C	v¢×10^6, м^3/кг	h¢, кДж/кг	h¢¢, кДж/кг	r, кДж/кг
0,90	96,71	1041,2	405,21	2671,1	2265,9
0,95	98,20	1042,3	411,49	2673,5	2262,0
1,00	99,63	1043,4	417,51	2675,7	2258,2
1,10	102,32	1045,5	428,84	2680,0	2251,2
1,20	104,81	1047,6	439,36	2683,8	2244,4
1,30	107,13	1049,5	449,19	2687,4	2238,2
1,40	109,32	1051,3	458,42	2690,8	2232,4
1,50	111,37	1053,0	467,13	2693,9	2226,8
1,60	113,32	1054,7	475,38	2696,8	2221,4
1,70	115,17	1056,3	483,22	2699,5	2216,3
1,80	116,93	1057,9	490,70	2702,1	2211,4
1,90	118,62	1059,4	497,85	2704,6	2206,8
2,00	120,23	1060,8	504,70	2706,9	2202,2

 

Питомий об’єм не киплячої води за тиску р = 1 бар

Табл. 10

t, °C
v×10^6, м^3/кг	1001,0	1001,7	1003,0	1004,3	1006,1	1007,8	1009,9	1012,1	1014,6	1017,1	1019,9

 

Лабораторна робота №6