2.3 Обработка результатов измерений

1) Для каждого из режимов:

а) определить тепловую нагрузку теплообменника А2 :

,Дж/с (1)

где с_в = 4186 Дж/(м×К) – теплоемкость воды;

б) рассчитать удельную тепловую нагрузку (удельный тепловой поток) q:

, Дж/(c×м²) (2)

где F₁=0.025 м² – площадь теплообмена

в) используя схему измерения температур вдоль поверхности теплообмена определить большую t_б, меньшую t_м и среднюю разность температур теплоносителей t_cр:

t_б = t₁ – t₂ t_м = t₁ – t₃

, ^oC (3)

г) используя основное уравнение теплопередачи рассчитать коэффициент теплопередачи К₁:

, Вт/(м²×К ) (4)

2) Результаты вычислений занести в таблицы2.2-2.3.

3)Вычислить коэффициент теплоотдачи при конденсации параα_конд для всех режимов:

, Вт/(м²×К) (5)

причем физические константы - коэффициент теплопроводности конденсата , Вт/(м×К); плотность конденсата ρ, кг/м³; вязкость конденсата μ, (Н×с)/м², удельную теплоту парообразования r, Дж/кг с достаточной для инженерной практики точностью, можно взять при температуре конденсации пара t₁ по справочным данным.

4) Из выражения коэффициента теплопередачи К через коэффициенты теплоотдачи определяются для всех режимов коэффициенты теплоотдачи от стенки к жидкостиα_ж, (загрязнения стенки отсутствуют):

, Вт/(м²×К) (6)

где _ст = 384 Вт/(м×К) – коэффициент теплопроводности материала стенки (медь);

= 0,0006 м – толщина стенки трубы.

5)При средней температуре воды t_ж по справочным данным определить теплофизические величины воды и занести их в таблицу 2.4.

, ^oC (7)

Таблица 2.2 – Результаты расчетов

№ п/п	Тепловая нагрузка теплообменника А1 Qв, Дж/с	Удельная тепловая нагрузка q, Дж/(c×м2)	Средняя разность температур tср, oС
1
2
3
4

Таблица 2.3 – Результаты расчетов

№ п/п	Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2×К)	Коэффициент теплоотдачи при конденсации пара αконд, Вт/(м2×К)	Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде αж, Вт/(м2×К)
1
2
3
4

Таблица 2.4 – Результаты расчетов

№ п/п	Средняя температура жидкости tж, оС	Плотность воды ρж, кг/м3	Средняя скорость воды ωср. ж., м/с
1
2
3
4

Таблица 2.5 – Результаты расчетов

№ п/п	Вязкость воды μж, Па×с	Коэффициент теплопроводностиж, Вт/(м×К)	Теплоемкость воды сж, Дж/(кг×К)
1
2
3
4

Таблица 2.6 – Критерии подобия

№ п/п	Nuж	Reж	Prж			lgReж
1
2
3
4

6) По величине расхода воды для всех режимов вычислить среднюю скорость воды в трубе теплообменника ω, м/с:

(8)

где d_вн= 0,0068м – внутренний диаметр трубы

7) Для каждого из режимов вычислить величины критериев:

, ,

занести их в таблицу 2.6 и по величине Re_Жопределить режим течения среды.

8) По режиму течения выбрать соответствующую ему критериальную зависимость:

для Re≥10⁴, Pr>0,5,

для 2300<Re < 10⁴

Nu = f (Re)Pr^0,43

где f (Re) – функция, зависящая от Re:

Ref ×102	23	25	30	35	40	50	60	70	80	90	100
f(Ref)	3.6	4.9	7.5	10	12.2	16.5	20	24	27	30	0.021Ref0.8

для Re<2300

9) Построить график этой зависимости в координатах –Re_ж, на который нанести полученные экспериментальные значения для исследованных режимов.