Опис установки
Схема лабораторної установки для нагрівання холодної води гарячою представлена на рис. 8.2.
Основу конструкції становить пластинчатий теплообмінник, виконаний у вигляді набору з 35 штампових пластин з нержавіючої сталі.
Габарити пластин:
Робоча поверхня пластин F1=0,136 м2;
Товщина пластини =0,001 м;
Ширина проточної частини в=0,195 м;
Приведена довжина каналу між пластинами Lп=0,7 м. Пластини розміщені на горизонтальних направляючих 8, кінці які вмонтовані в нерухомій плиті 10. За допомогою рухомої прижимної плити 9 тастяжних болтів 12 пластини щільно притискаються одна до одної через гумові прокладки 1, вклеєні у виштампуваний паз кожної пластини по її краях та навколо отворів для проходу теплоносіїв (рис 8.3). У зібраному вигляді в апараті утворюються дві системи герметичних каналів для холодного теплоносія та для гарячого.
Схема розташування каналів у апараті напрямок руху теплоносіїв зображена на рис. 8.3. Як теплоносій в апараті використовується гаряча вода що надходить видаляється через штуцери, вмонтовані в плити 9 та 10. Компоновка пластин виконана згідно формули:
.
Кількість чисел у чисельнику та знаменнику відповідає кількості пакетів для холодної та гарячої води. А кожне число позначає кількість каналів у пакеті.
Рис. 8.2. Схема лабораторної установки для випробувань пластинчатого теплообмінника
Отже, згідно формули, теплообмінній установці розміщенні по 5 пакетів пластин з кількістю каналів у кожному – 4. Пластини, що обмежують пакети мають заглушені отвори 2, завдяки чому теплоносій змінює напрямок руху в кожному наступному пакеті на 1800.
Установка обладнана автономним нагрівачем для води, вмонтована у збірник 16. подача гарячої води в апарат здійснюється або з тепломережі через вентель 2, або насосом 19 зі збірника 16 через вентиль 3. Температура води контролюється термометрами 7 та 11, встановленими на вході та виході гарячої води в апарат. Витрата води вимірюється ротаметром 5.
Холодна вода надходить в апарат з водогону. Її витрата регулюється вентилем 1 та контролюється за показниками ротаметра 4. Температуру води на вході та виході з теплообмінника вимірюють термометри 13 та 14.
Рис. 8.3. Схема руху теплоносія у пластинчатому каналі
Нагріта вода повертається у збірник 16, рівень її контролюються візуально через водомірне скло. Надлишок води зі збірника видаляється в каналізацію через штуцер 15. У разі необхідності збірник можна промити та звільнити від води за допомогою вентиля 17. Для замірювання перепаду тиску між входом та виходом холодної води з апарата передбачена наявність дифманометра. 6.
Хід роботи
1. Згідно з отриманим завданням ознайомитися з конструкцією установки та правилами її безпечної експлуатації.
2. Відкривши вентилі 1 і 2 та за показниками ротаметрів встановити задану витрату теплоносіїв, причому технологічно доцільним є встановлення у першому з серії дослідів максимальної витрати холодної води.
3. Після стабілізації роботи апарата зафіксувати температури у точках замірів за показниками термометрів 7, 11, 13, 14, показники дифманометра 6 та батометрів 4 і 5. Покази фіксувати тричі протягом 5 хв та визначити середнє значення кожного параметра.
4. Для переходу до наступного досліду встановити, згідно з завданням, нову витрату холодної води, зберігаючи незмінну витрату гарячою і повторити послідовність операції.
Виконати 3-5 дослідів.
У випадку, коли гаряча вода надходить не з тепломережі, а зі збірника 16 послідовність дій при виконанні лабораторної роботи така:
1. Відкрити вентиль 1 та наповнити збірник 16 холодною водою до необхідного рівня.
2. Ввімкнути електронагрівач 18 та підігріти воду у збірнику до заданої у завданні температури.
3. Ввімкнути насос 19, попередньо відкрити вентилі 20 та 3.
4. Виконати дослідження у відповідно наведеному раніше регламенті.