Российский химико-технологиченский университет имени д.И.Менделеева кафедра процессов и аппаратов химической технологии

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ИЗУЧЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ЧЕТЫРЕХХОДОВОМ КОЖУХОТРУБЧАТОМ ТЕПЛООБМЕННИКЕ»

ВЫПОЛНИЛИ:

ГРУППА: О

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить принцип действия и устройство четырехходового кожухотрубчатого теплообменника; определить по экспериментальным данным коэффициенты теплопередачи от конденсирующегося на наружной поверхности труб водяного пара к нагреваемой воде, движущейся внутри труб; рассчитать коэффициент теплопередачи ; сопоставить экспериментальное и расчетное значения коэффициентов теплопередачи.

СХЕМА УСТАНОВКИ

С – мерный сосуд; КО – конденсатоотводчик; ВР₁, ВР₂, ВР₃ – вентили регулирующие; ВЗ_1, ВЗ_2, ВЗ₃ – вентили запорные; Р_т – ротаметр.

Характеристика основного оборудования и контрольно-измерительных приборов:

1. Кожухотрубчатый ТО:

число труб – 20; число ходов – 4; диаметр труб  22×3 мм; высота труб 0,985 м; диаметр кожуха  174×4,5 мм; материал – нержавеющая сталь с коэффиицентом теплопроводности 17,5 Вт/(м·К); аппарат покрыт тепловой изоляцией из асбеста толщиной 40 мм.

2. Мерный сосуд:

диаметр  219×8 мм; высота цилиндрической части 770 мм; высота конического днища 100 мм; объем 26 дм³; покрыт слоем изоляции из асбеста толщиной 40 мм.

3. Конденсатоотводчик: тип ВНИИСТО.

4. Ротаметр: Р_Т – прибор для измерения расхода воды типа РС-7.

5. Манометр для измерения избыточного давления пара в теплообменнике: шкала от 0 до 10 кгс/см2 (ати).

6. Автоматические равновесные мосты (2 шт.): тип МСР-01, самопишущие, на одну точку каждый, с датчиками – термометрами сопротивления платиновыми типа ЭТП-1.

Выполнение работы

Наименование величины					№
					1		2
Экспериментальные данные	Пар	Избыточное давление ризб, кгс/см2 (ати)		0,18		0,12
		Барометрическое давление ратм, кгс/см2		1		1
		Абсолютное давление рабс, кгс/см2 (ата)		1,18		1,12
		Температура Т1, ℃		103,7		102,2
	Вода	Начальная температура Т2н, ℃		3		2,4
		Конечная температура Т2к, ℃		43,3		30,2
		Объемный расход V̇, м3/с		3,33∙10-4		5,28∙10-4
			Поверхность теплопередачи А, м2		1,175		1,175
			Массовый расход пара ṁ1, кг/с		0,025		0,027
Расчетные данные			Массовый расход воды ṁ2, кг/с		0,33		0,528
			Тепловая нагрузка по пару Q1, Вт		55722,81		61502,5
			Тепловая нагрузка по воде Q2, Вт		55722,81		61502,5
			Средняя разность температур ∆Тср, К		78,84		85,14
			Коэффициент теплоотдачи от пара α1, Вт/м2∙К		10011,43		9709,33
			Число Прандтля Pr2		6,166		7,606
			Число Рейнольдса Re2		5890,96		7771,96
			Число Нуссельта Nu2		43,25		60,74
			Коэффициент теплоотдачи к воде α2, Вт/м2∙К		1637,17		2254,21
			Экспериментальный коэф. теплопередачи , Вт/м2∙К		601,52		614,78
			Расчетный коэф. теплопередачи , Вт/м2∙К		531,31		582,06
			Расхождение ∆, %		11,7		5,3