4. Порядок проведення експерименту

Після ознайомлення з пристроєм лабораторної установки, необхідно заготовити таблицю 1 (см.табл.П2) для запису вимірюваних величин і перевірити правильність включення вимірювальних приладів.

Відкрити водорозбірний кран 6 і встановити необхідну витрату холодної води. Контроль значення витрати здійснювати по ротаметру 3. Потім відкрити водорозбірний кран 5 і встановити витрату гарячої води

Показання приладів записуються в таблицю 1 після встановлення стаціонарного теплового режиму в теплообміні. Щоб виявити настання стаціонарного теплового полягання в теплообміннику необхідно проводити декілька спостережень свідчень ЕРС термопар через інтервали часу приблизно 2-5 хвилин. Тепловий режим вважається сталим, якщо значення ЕРС відповідних термопар в двох останніх спостереженнях не відрізняється між собою.

Одиничний досвід, слід вважати закінченим після того, як проведено не менш 3-х записів показань всіх приладів через 2-5 хв. при сталому тепловому стані.

Після завершення одного досвіду за допомогою кранів 2 і 3 встановлюються інші витрати води і повторюються вищеописані дії другого досвіду. Всього при прямотоці необхідно виконати 3-4 одиничних досвіду, таких, що мають різні відношення водяних еквівалентів W1/W2 (приблизно у межах від 0,5 до 2,0).

Аналогічно проводиться експеримент і при протитечії. Витрати води і відношення водяних еквівалентів W₁/W₂ при протитечії і прямотоці повинні бути однаковими.

Включення і виключення установки, а також зміни режимів її роботи винні проводиться під спостереженням викладача або лаборанта.

5. Обробка результатів вимірюванні

Як експериментальні дані, отриманих шляхом вимірювань приймаються лише дані, відповідно сталому режиму (тепловому і гідродинамічному) для кожного досвіду. Зазвичай беруть середні значення показань приладів з останніх трьох спостережень, записані але кожному досвіду окремо.

Коефіцієнт теплопередачі теплообмінника обчислюється але формулі (1). Кількість теплоти в одиницю часу, передане гарячою водою і сприйняте холодною водою, визначається з наступного рівняння, теплового балансу.

кВт (2)

де V₁ і V₂ - об'ємні витрати відповідно гарячіше і, холодної води, m/c; ρ₁ і ρ ₂ - щільність відповідно гарячіше і холодно води при температурах, відповідних температурам вимірювання витрат, кг/м3 ; СР1 і Ср2 - питомі теплоємності гарячої і холодної води, відповідні середнім температурам, кДж/(кг•К), і - температури гарячої води на вході і виході з теплообмінника. °С ; і - температура холодної води на вході і виході з теплообмінника, °С ^; ΔQ - кількість теплоти в одиницю часу, що втрачається теплообмінником в навколишнє середовище, кВт.

За наявності ефективної теплоізоляції теплообмінника можна з допустимою погрішністю прийняти ΔQ =0.

Значення щільності ρ₁ і ρ ₂ беруться з довідкових таблиць (табл.П1) по значеннях температур відповідно на вході холодної ( ) і на виході гарячіше ( ) води у теплообмінник.

Значення питомих ізобарних теплоємкостей води С_р1 і С_р2 , беруться також з довідкових таблиць (табл. П1) по середніх значеннях температур відповідно гарячіше і холодної води.

Середні температури гарячої і холодної води визначаються по формулах:

(3)

Середнє логарифмічне значення температурного натиску між гарячіше і холодною водою обчислюється за формулою

(4)

де - найбільший температурний натиск °С; Δt_min - найменший температурний натиск,°С.

При визначенні величин і заздалегідь обчислюють значення температурних натисків на вході і на виході з теплообмінника по формулах відповідно:

при прямотоці ; (5)

і при протитечії ; (6)

Як розрахункова поверхня теплообмінник приймається поверхня, обчислена по середньому діаметру внутрішньої трубки теплообмінника

, м² (7)

де - середній діаметр внутрішньої трубки теплообмінника, м; l- робоча довжина теплообмінника, м :

Обчислені за формулами (1) - (6) значення величин необхідно записати в табл. 2, форма якої приведена в додатку (см.табл.П3). Па підставі даних табл. 2 побудувати в зручному масштабі на міліметрівці графіки залежності коефіцієнта теплопередачі К від температурного натиску Δt, від схеми руху і від відношення водяних еквівалентів W₁\W₂

Проаналізувати дані отриманих таблиць і графіків і зробити узагальнюючі висновки по роботі.