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=G1Cp1δt1= G1Cp1 (t1/-t1//) – количество тепла, отданное горячим теплоносителем, [Вт];
Q2=G2δi2=G2Cp2δt2= G2Cp2 (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 [ ];
δt1, δt2 - изменение энтальпии теплоносителей [ ];
Cp1, Cp2 – 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 ∆ti=(t1-t2)
Уравнение теплопередачи в дифференциальной форме к элементу поверхности dF:
dQ=kidFi∆ti
Общее количество теплоты, переданное через всю поверхность, определяется интегралом:
Q= = kF∆t (3)
В тепловых расчетах важное значение имеет водяной эквивалент W
W=GCp (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 W2. 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.