3.3 Обработка результатов измерений
1) Для каждого из режимов:
а)
определить тепловую нагрузку теплообменника
А2
(без
учета тепловых потерь):
,Дж/с
(1)
где св = 1005 Дж/(м×К) – теплоемкость воздуха;
б) рассчитать удельную тепловую нагрузку (удельный тепловой поток) q:
,
Дж/(c×м2)
(2)
где F2=2.5 м2 – площадь теплообмена
в) используя схему измерения температур вдоль поверхности теплообмена определить большую tб, меньшую tм и среднюю разность температур теплоносителей tcр:
, oC (3)
г) используя основное уравнение теплопередачи рассчитать коэффициент теплопередачи К2:
,
Вт/(м2×К
) (4)
2) Результаты расчетов занести в таблицу 3.3-3.4.
3) По величине расхода воды для всех режимов вычислить среднюю скорость воды в трубе теплообменника А2 ω:
, м/с (5)
где dвн= 0,014 м – внутренний диаметр трубки
n = 37 – число труб в трубном пучке теплообменника А2
4)Вычислить критерий Re и установить режим течения воды в трубе:
(6)
5) Пользуясь соответствующим режиму течения критериальным уравнением вычислить коэффициент теплоотдачи от воды к стенкеαв[Вт/(м2×К)], считая его неизменным для всех режимов данного исследования, причем физические параметры в критериях Nuж, Peж, Reж, Prж определить при средней температуре горячей воды.
6) Из выражения коэффициента теплопередачи К определяются для всех режимов коэффициенты теплоотдачи от стенки к воздухуαвозд:
,
Вт/(м2×К)
(7)
где ст = 0.005 м – толщина стенки трубки;
ст=20 Вт/(м×K) – коэффициент теплопроводности материала стенки.
Таблица 3.3 – Результаты расчетов
№ п/п |
Тепловая нагрузка теплообменника А2QА2, Дж/с |
Удельная тепловая нагрузка q, Дж/(c×м2) |
Средняя разность температур tср, oС |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
Таблица 3.4 – Результаты расчетов
№ п/п |
Коэффициент теплопередачи К2, Вт/(м2×К) |
Коэффициент теплоотдачи при конденсации пара αв, Вт/(м2×К) |
Коэффициент теплоотдачи αвозд, Вт/(м2×К) |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
Таблица 3.5 – Результаты расчетов
№ п/п |
Средняя скорость воздуха ωвозд, м/с |
Физические параметры воздуха |
|||
Средняя температура tвозд, оС |
Плотность ρвозд, кг/м3 |
Коэффициент теплопроводности возд, Вт/(м×К) |
Теплоемкость воздуха свозд, Дж/(кг×К) |
||
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
Таблица 3.6 – Критерии подобия
№ п/п |
Nuг |
Reг |
Prг |
|
|
lgReг |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
7)
При средней температуре воздуха
по
справочным данным определить
теплофизические свойства воздуха:ρвозд,
μвозд,
возд,
свозд,
Prг
и занести их в таблицу 3.5.
8) Вычислить площадь сечения межтрубного пространства теплообменника А2
,
м2
(8)
где Dв = 0,15м; dn = 0,015м,
n=37 - число труб в трубном пучке теплообменника А2.
9) По величине расхода воздуха для всех режимов вычислить среднюю скорость его в межтрубном пространстве теплообменника А2 ωвозд, м/с:
,
м/с (9)
10) Вычислить эквивалентный диаметр межтрубного пространства теплообменника А2 dэкв, м:
,
м (10)
где n=37 - число труб в трубном пучке теплообменника А2.
11) Для каждого из режимов вычислить величины критериев подобия:
, ,
и занести их в таблицу 3.6.
12)
Построить график зависимости
в логарифмических координатах
,
на который нанести полученные
экспериментальные значения для
исследованных режимов.