МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное АВТОНОМНОЕ образовательное учреждение ВЫСШЕГО образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Обнинский институт атомной энергетики – филиал федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (ИАТЭ НИЯУ МИФИ)

Отделение Ядерной физики и технологий Лабораторная работа №6

Исследование работы теплообменного аппарата

Выполнил: студент гр. МН-БXX		Фамилия И.О.
Проверил: д.т.н. профессор (О)ЯФиТ		Чусов И.А.

Обнинск, 20XX г

Теория:

Расчетные уравнения:

Уравнения теплопередачи:

Q=k⸱F⸱ (t₁-t₂) (1)

Уравнение теплового баланса:

Q₁=Q₂+∆Q (2)

где:

Q₁=G₁δi₁=G₁C_p1δt₁= G₁C_p1 (t₁^/-t₁^//) – количество тепла, отданное горячим теплоносителем, [Вт];

Q₂=G₂δi₂=G₂C_p2δt₂= G₂C_p2 (t₂^//-t₂^/) – количество тепла, воспринятое холодным теплоносителем, [Вт];

∆Q – потеря тепла в окружающую среду [Вт];

k - коэффициент теплопередачи [ ];

G₁, G₂- массовые расходы горячего и холодного теплоносителей [ ];

δt_1, δt₂ - изменение энтальпии теплоносителей [ ];

C_p1, C_p2 – удельные теплоемкости теплоносителей при p=const [ ];

t₁^/, t₁^//-температуры горячего теплоносителя на входе и выходе из аппарата

t₂^//, t₂^/-температуры холодного теплоносителя на входе и выходе из аппарата

В общем случае температура рабочих жидкостей в теплообменниках изменяется: горячая охлаждается, а холодная нагревается. Изменяется температурный напор между ними ∆t_i=(t₁-t₂)

Уравнение теплопередачи в дифференциальной форме к элементу поверхности dF:

dQ=k_idF_i∆t_i

Общее количество теплоты, переданное через всю поверхность, определяется интегралом:

Q= = kF∆t (3)

В тепловых расчетах важное значение имеет водяной эквивалент W

W=GC_p (4)

где G=ρwf – массовый расход теплоносителя [ ];

Вводим W в уравнение теплового баланса (2), то оно принимает вид:

W₁ (t₁^/-t₁^//) = W₂ (t₂^//-t₂^/)

откуда

= (5)

Это означает, что отношение изменения температур рабочих жидкостей обратно пропорционально отношению их водяных эквивалентов.

Характер изменения температуры рабочих жидкостей вдоль поверхности нагрева зависит от схемы их движения и соотношения величин W₁ и W_2. Если в теплообменном аппарате горячая и холодная жидкости протекают параллельно в одном направлении, то такая схема движения называется прямотоком. (рис а, б) Если жидкости протекают параллельно, но в противоположном направлении-противотоком (рис в, г)

Цель работы: испытание теплообменного аппарата на различных режимах его работы и при разных схемах включения с целью определения тепловой мощности, коэффициентов теплопередачи, тепловой эффективности и количества переносимого тепла.