Лабораторные работы по ТОТ. Лабораторная работа 1 3 Лабораторная работа 2 5 Лабораторная работа 3 10 Лабораторная работа 4 15 Лабораторная работа 5 20
 Скачать 4.79 Mb.
|
|
Табл. 1
Обработка результатов
Q = k-ΔT-F. где Q - тепловая нагрузка, k - коэффициент теплопередачи равный 0,45 Вт(м2 • К), ΔT - разность температур на входе и на выходе горячего теплоносителя ΔT = T11 - Т12 (К), F - площадь поверхности горячего теплоносителя определяемая, как: F = 2πr(l+r), где r - радиус трубы горячего теплоносителя (0,01 м), l - длина теплоносителя (1 м). Тепловая нагрузка Q и расход горячего теплоносителя определяется из уравнения теплового баланса: Q=G1cP1(T11- T21)=G2cp2(T21- Т22) (21) где: G1 и G2- массовые расходы теплоносителей, кг/с G1=ρ1·V G2=ρ2·V cP1, сР2- теплоемкость теплоносителей, Дж/(кг· К), Т11,Т12- температура горячего теплоносителя на входе и выходе теплообменника, °С Т21,Т22 - температуры холодного теплоносителя на входе и выходе теплообменника, °С Расход холодного теплоносителя рассчитывается по формуле: V=(8,7+0,565z) ·10-6, м3/с (22) где: V- объемный расход, z - число делений шкалы ротаметра (0,5)
Средняя движущая сила ΔТср и средние температуры теплоносителей Tcpx и Tcpr рассчитываются на основе температурной схемы по уравнениям (2), (3), (12), (13).
Теплофизические параметры (ρ, ср, μ, λ, β) теплоносителей, найденные при средних температурах (приложение 1), заполняются в таблицу 2. Табл.2
Диаметр внутренней трубы 20 мм, толщина стенки 3 мм, диаметр внешней трубы 34 мм, толщина стенки 3 мм.
Скорость и эквивалентный диаметр, используемые при расчете критерия Рейнольдса (9), характеризующего режим движения, рассчитывается по уравнениям (19) и (20).
В зависимости от режима движения теплоносителя выбирается расчетная зависимость для определения критерия Нуссельта (5), (6), (7). Отношение (Рr/Рrсm) учитывает различие поля температур, вязкости и толщины пограничного слоя при нагревании и охлаждении теплоносителя у стенки. При нагревании жидкости тепловой поток направлен от стенки (Рr/Рrст> 1) , при охлаждении - к стенки(Pr/Prcm< 1). Температуры стенок рассчитываются по уравнению (18). Из полученных значений критерия Нуссельта определяются коэффициенты теплоотдачи α1и а2 (8) и коэффициенты теплопередачи К (4).
Уточненный расчет коэффициентов теплоотдачи осуществляется по методу последовательных приближений, основной целью которого является определение истинного профиля температур, в частности, определение температур стенок. Из уравнений (15) и (16) с использованием полученных значений α1 , а2 и К рассчитываются температуры стенокtстr1 иtcnx1. Далее расчет ведется по пункту 4.2 с получением α11и а22 и К1. Если значение К1 отличается от К менее, чем на 2%, то данный этап теплового расчета заканчивается, если же К1 отличается от К более, чем на 2 %, то расчет повторяется по пунктам 4.3 и 4.2 и т.д. Полученные в последнем вычислении значения α1iи а2i и Кiпринимаются за окончательные.
Поверхность теплопередачиFp определяется из основного уравнения теплопередачи (1), где Q - действительная тепловая нагрузка, рассчитанная по уравнению теплового баланса. Полученное значение поверхности теплопередачиFp сравнивается с действительной поверхностьюFq Fq= π·d· L·п, м2 где: d – диаметр теплопередающей трубы со стороны теплоносителя с меньшим коэффициентом теплоотдачи, м, L – длина одной секции теплообменника, м, n – число секций теплообменника. Ошибка эксперимента определяется по формуле  (23)Результаты вычислений сводятся в таблицу 3. Табл.З
|