Исходные данные

№ п/п	Теплоноситель	Начальная температура, оС	Объемная скорость, м3 /с	Плотность, кг/м3	Теплоемкость, Дж/кгоС
8	Горячий теплоноситель	200 20		900 1100

Ход работы

1. Ознакомились с методикой построения математической модели теплообменника.

2. Построили математическую модель теплообменного аппарата типа «труба в труба»:

В стационарном режиме:

3. Разработали алгоритм и программу расчета (Приложение А).

4. Исследовали влияние температуры и расхода теплоносителя. Результаты представлены на рисунках 4 и 5.

5. Выполнили анализ результатов расчета с использованием исходных данных (приложение Б) и после их изменения (приложение В). Сделали выводы.

Результаты исследования

Рисунок 4 - Изменение температуры теплообменного аппарата при объемном расходе v1 = 1,2 ∙10^-4 м³/с.

Рисунок 5 – Изменение температуры теплообменного аппарата при длине реактора 5,1 м.

Вывод: в результате лабораторной работы составили математическую модель теплообменного аппарата, сформировали алгоритм расчета и программу вычислений. На основании полученных данных, отображенных на графиках, вывели изменение температуры по длине аппарата типа «труба в трубе». Исходя из этого, можно дать рекомендацию: при заданной длине аппарата (3 м) следует изменить объемной расход теплоносителя с 2,3 ∙ 10^-4 до 1,2 ∙10^-4 м³/с для достижения разности температур горячего теплоносителя и хладоагента не более 2 ˚С (1,58 ˚С). Так же, если возможно изменение длины теплообменника в условиях производства, то при длине аппарата в 5,1 м разность температур теплоносителя и хладагента достигает 1,98 ˚С.

Приложение a

w = [2.3 * 10 ** (-4), 5.1 * 10 ** (-4)]

ro = [900, 1100]

cp = [3.35 * 10 ** (3), 4.55 * 10 ** (3)]

d = [0.03, 0.03]

K = 4900

lk = 3

T1 = 200

T2 = 20

h = 0.1

nubers = 2

b1 = K * math.pi * d[0] / (w[0] * ro[0] * cp[0])

b2 = K * math.pi * d[1] / (w[1] * ro[1] * cp[1])

print(f"b={b1,b2}")

l = 0

n = 0

print("n", "l" , "T1" , "T2")

print(0, 0 , 200 , 20)

while l <= lk:

dT1 = - h * b1 * (T1 - T2)

dT2 = h * b2 * (T1 - T2)

T1 += dT1

T2 += dT2

l = l + h

n += 1

print(n, round(l, 2), round(T1, 2) , round(T2, 2))

Приложение б

Приложение в

При изменении объёмного расхода: При изменении длины теплообенника: