1.3 Обработка результатов измерений

1)Вычислить количество теплоты , полученное водой в теплообменнике А1 по формуле:

,Дж/с (1)

где с_в = 4186 Дж/(кг×К) – теплоемкость воды.

2) Используя замеренную мощность, потребляемую парогенератором из электрической сети, определить общие потери тепла в окружающую среду Q_потерь через поверхность теплоизоляции контура парогенератор - теплообменник А1 по формуле:

,Дж/с (2)

3) Считая, что потери тепла через теплоизоляцию теплообменника А1 составляют 20% (по площади теплоизоляции) от общих потерь тепла, определяют:

4) Используя характер изменения температур теплоносителей в случае конденсации горячего теплоносителя, определить среднюю разность температур по формуле:

,^oC (3)

5) Вычислить значение коэффициента теплопередачи К₁для теплообменника А1 по формуле:

, Вт/(м²×К ) (4)

где F₁ = 0,03 м² - расчетная поверхность теплообменника.

6) Для теплообменника А2 вычислить:

а) количество тепла , переданного водой:

, Дж/с (5)

б) количество тепла Q_возд.,полученное воздухом при противотоке:

,Дж/с (6)

и прямотоке:

,Дж/с (7)

где с_возд. = 1005 Дж/(кг×К) - теплоемкость воздуха.

7) С учетом схем движения теплоносителей («противоток- прямоток») построить графики изменения температур теплоносителей по длине теплообменника А2. Ориентируясь по схемам, подсчитать значения больших и меньших разностей температур между теплоносителями и вычислить значения средних разностей температур и , в зависимости от отношения :

как среднеарифметические:

как среднелогарифмические (прямоток и противоток):

а) противоток - t_б(м) = t₃ – t₅, t_м(б) = t₄ – t₆; (8а)

б) прямоток - t_б = t₃ – t₅,t_м = t₄ – t₆. (8б)

8) Вычислить значения коэффициентов теплопередачи К₂для теплообменника А2:

а) противоток – , Вт/(м²×К ); (9а)

б) прямоток – , Вт/(м²×К ). (9б)

где F₂ = 2,5 м² - расчетная поверхность теплообмена.

9) Оценить соотношения величин термических сопротивлений при теплопередаче между системами «пар-жидкость», «жидкость-газ» через отношение коэффициентов .

10) Для одной из выбранных схем движения теплоносителей определить потери тепла в окружающую среду через поверхность теплоизоляции теплообменника А2 , Дж/с:

, Дж/с (10)

11) Для выбранной схемы движения теплоносителей определить среднюю температуру поверхности теплообменника А2 и среднюю температуру поверхности теплоизоляции теплообменника А2 :

(11)

12) По потерям тепла используя закон теплопроводности для стационарного процесса, определить коэффициент теплопроводности материала теплоизоляции , Вт/(м×К):

(12)

где =0,013 м – толщина слоя теплоизоляции,

=0,975 м² – площадь внешней поверхности теплоизоляции.

13) Результаты вычислений занести в таблицу 1.4

Таблица 1.4 – Результаты вычислений

№ п/п	Наименование	Обозначение		Теплообменник
				А1	А2
1	Система		пар-жидкость		жидкость-пар
2	Поверхность теплообменника, м2	F
3	Тепловая нагрузка (с учетом тепловых потерь), Вт	Q
4	Средняя разность температур, 0С а) противоток А2; б) прямоток А2
5	Коэффициент теплопередачи, Вт/(м2×К)	K
6	Отношение термических сопротивлений	K1/K2
7	Коэффициент теплопроводности материала теплоизоляции, Вт/м×К)	