4. Описание опытной установки

Опытная установка изображена на рис. 5.

Установка представляет собой три последовательно соединённых теплообменника I, II, III. Горячая вода поступает в теплообмен­ник I и движется по змеевику сверху вниз, отдавая часть своего те­пла воздуху помещения. Температура воды замеряется на входе и выхо­де термопарами I и 2. Для теплообменника II температуры воды на входе и выходе замеряют термопарами 2, 4, а для теплообменника III -4, 6. Температура воздуха на входе для всех теплообменников одинакова и равна t_в. Она измеряется термометром. Температуры воздуха на выходе из теплообменников изменяются термопарами 3, 5, 7.

Движение воздуха происходит под действием сил тяжести снизу вверх.

Рисунок 5 - Опытная установка

Распределение температур в теплообменнике представлено на рис. 6.

Рисунок 6 - Распределение температур в теплообменнике

5. Выполнение эксперимента и обработка опытных данных

Таблица 3

№ п/п	Показания термопар в Мв и ℃							К	Q
	1	2	3	4	5	6	7
	t1	t2	t3	t4	t5	t6	t7	Вт/(м2∙К)	кВт
1
2
3

При наступлении стационарного температурного режима с помощью термопар 1-7 и термометра замеряют температуры потоков. Показания температур с электронного прибора снимают через 15 мин. после нагрева ТПА.

Каждая рабочая группа выполняет это на своём теплообменнике. Расход воды определяют с помощью расходомера 8.

Коэффициент теплопередачи теплообменника рассчитывают по форму­ле 2.

Количество проводимых опытов согласуется с преподавателем .

6. Контрольные вопросы

1. Какой процесс называется теплопередачей?

2.Дать пояснение физической сути процесса теплопередачи?

3.Каким уравнением описывается процесс теплопередачи?

4.Как определяется коэффициент теплопередача через значения коэффициентов теплоотдачи?

5.Написать уравнение для полного термического сопротивления процессу теплопередачи.

6.Как рассчитать температуры поверхностей стенки при извест­ных значениях теплового потока в температур теплоносителей?

7.Дать сравнение прямотока и противотока.

8.Какие бывают типы теплообменников?

9.В чем заключается теплотехнический расчет рекуперативного теплообменника?

Список рекомендуемой литературы

1. Нащёкин З.В. Техническая термодинамика и теплопередача:

Учеб. пособие для вузов. 3-е изд. испр. и доп. - М,: Высш. школа. 1980.- 490 с.,ил.

2.Теплотехника: Учебник для вузов А.П. Баскаков, Б.В. Берг, 0.К. Ватт и др. Под ред. А.П. Баскакова. - М,: Энергоиздат, 1982.-264 с., ил.

Лабораторная работа №4

«Исследование термодинамических процессов с воздухом»

1 ВВЕДЕНИЕ

Термодинамическим процессом называют совокупность последовательных состояний газа, через которые он проходит при взаимодействии с окружающей средой.

2 ЦЕЛЬ РАБОТЫ

В работе изучается методика исследования некоторых термодинамических процессов с воздухом, построение этих процессов в термодинамической диаграмме, расчет основных термодинамических параметров рабочего тела для опорных состояний процессов.

3. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Адиабатный процесс, процесс, происходящий в физической системе без теплообмена с окружающей средой. А. п. можно осуществить в системе, окруженной теплоизолирующей (адиабатной) оболочкой. Пример такого А. п. — рабочий такт тепловой машины, при котором газ (пар) расширяется в цилиндре с теплоизолирующими стенками и поршнем, при отсутствии необратимых превращений работы трения в теплоту.

Основным уравнением состояния идеального газа является:

p·V =μ·R·T/μ,

где μ - молекулярный вес газа;

R - универсальная газовая постоянная;

T₁ и T₂ - абсолютные температуры в начале и в конце процесса.

При адиабатном процессе идеального газа параметры изменяются таким образом, что произведение абсолютного давления р на удельный объем V в степени к (показатель адиабаты) остается постоянной величиной:

p·V^k = const

Показатель адиабаты является физической характеристикой процесса и определяется соотношением:

где и- теплоемкости газа при постоянном давлении и при постоянном объеме.

В адиабатном промессе связь между параметрами газа в начале и конце процесса имеет вид:

или ,

а также:

где Р₁ и Р₂ – абсолютные давления газа в начале и в конце процесса;

V₁, V₂ – удельные объемы газа в тех же состояниях

T₁ и T₂ - абсолютные температуры в начале и в конце процесса.