Порядок выполнения работы

3.1. Ознакомиться со схемой лабораторной установки и расположением приборов. Составить ее описание и заготовить таблицы 2 и 3 для регистрации результатов испытаний.

3.2. Подготовить установку к испытаниям теплообменников. Удостовериться, что уровень воды наблюдается в заливочном устройстве и ниже его середины, в противном случае долить жидкость в систему. В системе не допускаются подтеки.

3.3. Подключить стенд к сети 220 В.

3.4. Подключить автоматизированный стенд к USB разъему компьютера и запустить программу Пуск → Программы → MeasLAB → «Испытание теплообменников».

3.5. Включить питание стенда кнопкой «Сеть»

3.6. Включить насос ВК2 и водонагреватель кнопкой «ВК1». Установить режим малого нагрева – на лицевой части нагревателя должна быть включена левая клавиша, правая должны быть выключена.

3.7. При включении компьютерной системы измерения клавишей «Пуск» в программе на цифровых индикаторах лицевой панели (рис. 5) отображаются мгновенные значения температур, измеряемых всеми датчиками, и графики их изменения по времени.

Рисунок 6. Лицевая панель компьютерной системы измерения

3.8. После выхода на постоянный режим 50-60 °С включить подачу холодного теплоносителя с помощью выключателя тумблера на панели управления стендом (положение вверх режим прямотока, положение вниз - противотока) (см. паспорт для подключения холодного контура)

3.9. Расход в системе горячего теплоносителя измеряется импульсным расходомером и его значение обновляется на соответствующем индикаторе в программе каждый раз, как через него прошел 1 л жидкости о чем сигнализирует загоревшаяся лампочка, значение расхода в таблицу стоит вносить после установившегося значения расхода на дисплее.

3.10. При установлении стационарного теплового режима занести результаты измерений в табл. 2.

3.11. Через 10-15 минут изменить направление подачи холодного теплоносителя (положение тумблера вниз) и повторить эксперимент.

3.12. Изменить расход в системе горячего контура можно с помощью переключателя на корпусе насоса, а увеличить температуру с помощью включения второго тэна (правая клавиша на корпусе нагревателя), будьте внимательны температура в системе не должна превышать 70 °С.

3.13. Повторить п.п. 8-10 для нового режима расхода или уровня температуры горячего теплоносителя.

3.14. Повторить п.п. 8-12 для пластинчатого теплообменника.

3.15. Определить средний логарифмический температурный напор и коэффициент теплопередачи для испытанных теплообменников в режимах прямо- и противотока.

3.16. Результаты измерений и вычислений занести в таблицы 2 и 3.

Обработка данных

1. Площадь поверхности теплообменников

«Труба в трубе»:

(м²)

где - наружный диаметр внутренней трубы теплообменника, м;

– длина внутренней трубы, м

Площадь поверхности теплообмена для пластинчатого теплообменника равна 0,12 м² (см. руководство по теплообменнику).

2. Массовый расход горячей и холодной воды определяется по следующему соотношению

, (кг/с)

где - расходы горячей и холодной воды (расход горячего теплоносителя определяется по расходомеру, холодного – методом проливки »5,4 л/мин).

- плотности горячей и холодной воды, вычисляются как функции средних температурных сред и выбираются по таблице 5.

3. Количество теплоты, отдаваемое горячим теплоносителем и полученное холодным:

, (кг/с)

, (кг/с)

- удельные теплоемкости горячей и холодной воды, определяются по таблице 6, (Дж/(кг*К));

- начальная и конечная температура горячей воды, °С

- начальная и конечная температура холодной воды, °С

4. Средняя разность температур (температурный напор) определяется по формуле

при

при

где - значения большего и меньшего температурных напоров в начале и конце поверхности теплообмена (определяются с учетом схемы включения), °С;

Для прямотока ,

Для противотока ,

5. Коэффициент теплопередачи для каждого режима определяется по формуле:

,

Таблица 2. Результаты измерений и вычислений при испытаниях теплообменного аппарата «труба в трубе»

Таблица 3. Результаты измерений и вычислений при испытаниях пластинчатого теплообменника

Таблица 3.4. Характеристик теплоносителя (антифриз)*

*для стендов заправленных бытовым антифризом (красный, синий), во всех остальных случаях теплоноситель – вода.

Контрольные вопросы

1. Назовите преимущества и недостатки испытанных теплообменных аппаратов.

2. Что называется коэффициентом теплопередачи? Каков физический смысл единицы его измерения?

3. Какие факторы и параметры теплообменных аппаратов влияют на величину коэффициента теплопередачи?

4. В чем заключаются преимущества противоточной схемы по сравнению с прямоточной?

5. Может ли температура горячего теплоносителя на выходе из теплообменника быть меньше температуры холодного теплоносителя на выходе из теплообменника?

6. В каких случаях при расчете теплообменника можно пользоваться средним арифметическим температурным напором?

7. В каких технологических процессах используются теплообменные аппараты?

Литература:

1. Зорин В. М., Клименко А. В., Зорина В. М., Клименко А.В Теплоэнергетика и теплотехника: М. – Издательство МЭИ, 2001 г. ISBN: 5-7046-0512-5, 5-7046-0515-X

2. Малахов Н.Н., Плаксин Ю.М., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых производств.- Орел .: Издательство ОрелГТУ, 2001.- 687с.

3. http://www.roswep.ru/products/detail.php?ID=949&SECTION_ID=218

Таблица 5. Зависимость плотности воды от температуры

Таблица 6 – Зависимость теплоемкости воды от температуры

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: