3 . Опис установки

Кожухотрубний теплообмінник (див. рисунок) складається з кожуха 1, у середині якого розташовані теплообмінні трубки 2. Трубки кріпляться в трубних решітках 3, приварених до кожуха. До трубних решіток закріплені кришки теплообмінника 4. Гарячий теплоносій подається в міжтрубний простір теплообмінника по трубопроводу 5, а виводиться з нього по трубопроводу 6. Холодна вода подається в теплообмінник по трубопроводу 7, на якому встановлений лічильник 8, а видаляється підігрітою по трубопроводу 9. Вимірювання температур гарячої і холодної води на вході і виході з теплообмінника здійснюється за допомогою термометрів опору 10, які приєднані до автоматичного моста. Витрату гарячої і холодної води можна регулювати за допомогою вентилів 11.

У теплообміннику встановлено 13 латунних трубок 25/20 мм. Робоча довжина трубок L=950 мм. Поверхня теплообміну F = 0,97 м². Внутрішній діаметр кожуха - 0,145 мм.

4. Методика проведення роботи

Встановити за допомогою вентилів 11 задану витрату гарячої і холодної води. Підключити до мережі автоматичний міст і через 3-5 хв після встановлення витрат теплоносіїв приступити до запису показів температури. Вимірювання температури за допомогою моста проводяться

почерговим автоматичним переключенням термометрів опору, встановлених на вході і виході теплоносіїв. Номери позицій каретки вимірювального моста, які відповідають конкретним точкам вимірювання температури, наведені в таблиці, розташованій біля шкали моста.

Лічильник 8 дозволяє визначити лише об'єм води, який пройшов через теплообмінник. Для визначення витрати холодної води в трубках теплообмінника необхідно зафіксувати за допомогою секундоміра час, за який в теплообмінник подається певна кількість води, наприклад, 10 або 20 л.

Вимірювання температури і витрати холодної води повторити 3-4 рази відповідно до завдання викладача

Результати вимірювань записують у таблицю.

5. Обробка дослідних даних і складання звіту

1. Об'ємну V­₁ і масову G₁ витрати холодної води визначають за формулами

де V_x - покази витрати води по лічильнику, м³;

τ - час заміру, с.

2. Витрата тепла на нагрівання холодної води - Q визначається за рівнянням (2).

3. Масова витрата гарячої води – G₂ визначається також за рівнянням (2) розв'язанням його відносно G₂:

2. Швидкість води, що нагрівається в трубках, і в міжтрубному просторі теплообмінника обчислюється з рівняння витрати

де V - об'ємна витрата холодної чи гарячої води, м³/с;

f - загальна площа внутрішнього поперечного січення трубок чи міжтрубного простору, м².

f₁ = 0,785 ; f₂ = 0,785( ).

2. Критерій Рейнольдса обраховується за виразом (13). Для гарячої води як визначаючий розмір береться еквівалентний діаметр міжтрубного простору (рівняння (8)), а для холодної - внутрішній діаметр трубок.

3. Критерій Нуссельта розраховується по одному з рівнянь (9), (10), чи (14) залежно від режимів руху теплоносіїв.

7. За отриманими значеннями критеріїв Нуссельта визначаються коефіцієнти тепловіддачі

8. Теоретичне значення коефіцієнта теплопередачі обчислюється за рівнянням (7).

9. Розв'язуючи рівняння (1) відносно величини К, визначаємо його експериментальне значення.