МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет»

Факультет Энергетики и Электроники

Кафедра: «Промышленная теплоэнергетика»

Отчет по лабораторной работе

«Теплоотдача и сопротивление трубных пучков»

Студент гр.09-ПТЭ:

Шеладонов Е.М.

Преподаватель:

Стребков А.С.

Брянск 2012

Теплоотдача и сопротивление трубных пучков

Цель работы: экспериментальное изучение закономерностей процессов теплоотдачи и гидравлического сопротивления при поперечном обтекании потоком воздуха трубных пучков с коридорной и шахматной компановкой.

Порядок выполнения работы:

1. Составить расчетную схему изучаемого процесса.

2. Разработать методику обработки результатов эксперимента.

3. Изготовить установку, провести наладочные испытания.

4. Выполнить экспериментальное исследование по влиянию условий изучаемого процесса на его интенсивность.

5. Обработать полученные данные в соответствии с полученной методикой.

6. Представить эти результаты в наглядной форме.

7. Проанализировать полученные результаты.

8. Обобщить результаты экспериментального исследования и установить вид зависимости, связывающей интенсивность процесса и условия его протекания.

Рис.1. С хема экспериментальной установки

1-модель теплообменника, 2-термометр, 3-входной участок, 4-потенциометр, 5-вольтметр, 6-амперметр, 7-ЛАТР1, 8-диафрагмы, 9-пылесос, 10-ЛАТР2,

11,12-дифманометры.

Описание лабораторной установки

Экспериментальная установка (рис.1) представляет аэродинамическую трубу открытого типа, работающую на всасывание воздуха из атмосферы. На стенде, оснащенном измерительными приборами (рис.1), выполняется испытание трубных пучков с коридорной и шахматной компоновкой.

В качестве калориметра выбрана средняя трубка шестого ряда трубного пучка, внутри которой расположен электронагреватель, а снаружи – припаяны термопары.

Необходимый теплогидродинамический режим работы установки задается регулированием производительности вентилятора – пылесоса и величины мощности, потребляемой электрическим нагревателем трубки – калориметра.

В ходе выполнения лабораторной работы на установившемся режиме измеряют следующие параметры:

• Температура окружающего воздуха ртутным термометром;

• Расход воздуха через установку по перепаду давления на диафрагме ΔН;

• Температуры поверхности трубки – калориметра в пяти точках по ее длине с помощью термопар, подключенных к милливольтметру;

• Потери напора воздуха ΔР при его обтекании трубного пучка;

• Электрическая мощность в цепи нагревателя.

Краткие сведения об объекте исследования

Поперечное обтекание одиночных труб и трубных пучков потоком жидкости характеризуется особенностями формирования теплогидродинамического пограничного слоя: безотрывное течение наблюдается лишь в лобовой части труб, а в кормовой происходит отрыв течения и образование вихревых зон. Подобная картина имеет место, практически, при любом режиме и направлении потока, что существенно влияет на неравномерность теплоотдачи как по периметру труб, так и по глубине трубного пучка.

В области кормовых вихревых зон и по мере турбулизации потока при его перемещении от 1-го к 3-му ряду трубного пучка происходит интенсификация локальной теплоотдачи. Начиная с 4-го ряда и для коридорного, и для шахматного трубных пучков наблюдается стабилизация в относительном изменении коэффициента теплоотдачи.

При прочих равных условиях наибольший эффект увеличения теплообмена достигается в трубных пучках с шахматной компоновкой, но при этом соответственно и возрастает в сравнении с коридорными трубными пучками их гидравлическое сопротивление.