Курсовая работа / ТМО КП ТФ-12-20

Принципиальная установка работает следующий образом: рабочее тело (вода) поступает по каналам (Поз. 1) в конвекторную установку и проходит контрольные измерительные термопары на вход/выход (Поз. 3). На середине установки установлена опора с основными измерительными термопарами (Поз. 2). Термическая ЭДС передается в коммутирующее устройство (Поз. 4) и затем передает информацию в компьютер (Поз. 5), где записывается и выводится на экран через специальный утилит.

2.2 Внешнее оборудование.

Рис. 10. Объемный расходомер рабочего тела Перед входом в канал с контрольными измерительными термопарами

жидкость проходит через расходомер. Необходимое значение потребления рабочего тело будет использоваться для вычисления скорости течения воды в каналах.

21

Рис. 11. Контрольно-измерительный термометр окружающей среды Ручным ртутным 1термометром измерялась температура окружающей

среды (рис. 11).

2.3 Получение и анализ данных термопар.

Данные со всех измерительных термопар поступают через коммутационное устройство в компьютер и отображаются через специальный утилит – «Acquisition». Т.к. в эксперименте считывают данные 2 карты, то и результаты отображаются в виде 2 массивов данных. Ниже приведен пример полученных результатов.

1 Экспериментальная установка должна была запитываться от ТНУ (теплонасосной установки), однако во время проведения эксперимента бригада, обслуживающая ТНУ не присутствовала и установки была запитана от солнечного коллектора. Особенностью работы последнего является то, что он сильно нагревает окружающую среду, что координально меняет условия проведения эксперимента, а также расчетные параметры эксперимента. Поэтому для более точных данных температура окружающей среды была взята

tос=30° C.

22

Рис. 12. Данные термопар.

«Acquisition» показывает сколько времени прошло с начала эксперимента, период проведения измерительных работ, а также температуру на каждой из термопар в определенный момент времени. В данном случае эксперимент длился 3839.2 секунды, период измерения был 59.9 секунд. Температуры каждой из термопар в разные моменты времени выведены в столбцах каналов измерений.

Глава 3. Гидравлический расчет.

Расчет проводился в математической среде Mathcad 15.

При свободной конвекции в качестве определяющей температуры возьмем полусумму температуры на поверхности канала и температуры окружающей среды.

Используя сертифицированное приложение НИУ МЭИ «WSP»,

23

получаем следующие параметры воды при определяющей температуре.

Рассчитав число Рэлея и Грасгоффа мы получаем, что число Рэлея лежит в промежутке [104;109], следовательно в каналах установился ламинарный режим течения.

Используя таблицу коэффициентов для уравнения подобия свободной конвекции найдем среднее число Нуссельта и средний коэффициент теплоотдачи.

Глава 4. Тепловой расчет.

24

Расчет проводился в математической среде Mathcad 15.

Измерительные термопары расположены между двумя смежными комплектами реберных пластин. Для более точного расчете возьмем 3 комплекта. Найдем площадь поверхности а также температуру на каждой из пластин.

Таким образом, коэффициент оребрения оказался близок к единице, что говорит о высокой эффективности данной конструкции реберного охлаждения.

25

Заключение.

Использование ребер охлаждения жалюзийного типа эффективнее классических универсалов, т.к. эффективность теплообмена обратно зависит от высоты реберной пластины, что нам известно из теории пограничного слоя, но сложность массового производства ввиду большей по сравнению с универсалами цены не позволяет им опередить в производстве универсалы. Тем не менее за счет наличия большего промежуточного пространства между малыми ребрами теплообмен происходит на меньшей площади, но с большей интенсивностью, что и делает ребра охлаждения жалюзийного типа эффективнее универсалов.

26

Тепловизионное исследование.

По окончанию эксперимента проводилось исследование получившегося результата с помощью камеры-тепловизора. Данное устройство показывает изображение с учетом инфракрасного теплопотока и показывает насколько определенное тело нагрето относительно температуры окружающей среды. Полученные результаты приведены ниже.

Рис. 13. Тепловизионное исследование установки во время эксперимента.

27

Рис. 14. Тепловизионное исследование результатов эксперимента по окончанию эксперимента.

28

Список использованной литературы.

1.Сайт с источником статей: https://www.sciencedirect.com/ (дата обращения: 11.06.23)

2.Викепедия: https://ru.wikipedia.org/wiki/Заглавная_страница (дата обращения: 30.07.23)

3.Сайт РосТепло: https://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=2780 (дата обращения: 11.08.23)

4.Сайт конвекторов Varmann: https://varmann.ru/ (дата обращения: 11.06.23)

5.Лекционный материал НИУ «МЭИ» дисциплина Тепломассобмен в оборудовании АЭС шестой семестр.

6.Введение в механику жидкости: учебное пособие для вузов / Е.П. Валуева, В.Г. Свиридов. — 2-е изд., перераб. — М. : Издательский дом МЭИ, 2007. —

212с.: ил.

29