- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа 4
- •Определение коэффициента теплопередачи
- •И установившейся температуры масла
- •Гидростанции
- •1. Основные понятия
- •2. Экспериментальная установка
- •3. Проведение эксперимента
- •4. Обработка экспериментальных данных
- •5. Контрольное задание
- •Лабораторная работа 5 исследование рекуперативного теплообменного аппарата
- •1. Экспериментальная установка
- •2. Охлаждение рабочей жидкости
- •2.1. Классификация теплообменных аппаратов
- •2.2. Основные уравнения тепловых расчетов
- •2.2.2. Методика определения
5. Контрольное задание
1. Привести значения экспериментально-полученных значений коэффициентов теплопередачи при различных опытах для различных режимов работы гидростанции.
2. Проанализировать влияние режима работы гидростанции на величину коэффициента теплопередачи и на величину установившейся температуры в баке гидростанции.
3. Пользуясь соотношениями (4.2, 4.3, 4.9), выяснить влияние параметров, входящих в перечисленные зависимости, на величины коэффициента теплопередачи и установившейся температуры гидросистемы.
4. Указать основные методы стабилизации и ограничения температуры жидкости гидроприводов.
Лабораторная работа 5 исследование рекуперативного теплообменного аппарата
Цель работы: 1) изучение устройства и принципа действия гидростанции промышленного робота и тепообменного аппарата гидростанции;
2) ознакомление с методами теплового расчёта теплообменных аппаратов (ТОА);
3) экспериментальное определение коэффициента теплопередачи ТОА и установившейся температуры рабочей жидкости гидростанции при различных режимах работы её системы охлаждения.
1. Экспериментальная установка
1.1. Принципиальная гидравлическая схема гидростанции, на которой производится экспериментальное определение коэффициента теплопередачи, показана на рис.6 в лаб. работе №4.
Следует иметь в виду, что при выполнении настоящей лабораторной работы автоматика отключена, а управление гидросистемой и системой теплообмена осуществляется вручную.
1.2. Охлаждение рабочей жидкости в изучаемой гидростанции может происходить в трех режимах.
1.2.1. Первый режим: охлаждение жидкости, находящейся в гидробаке, происходит в результате ее теплообмена с воздухом окружающей среды через стенки гидробака.
1.2.2. Второй режим: к теплообмену через стенки гидробака (см.1-й режим) добавляется теплообмен в охладителе (ОХЛ) без включения его вентиляторов, т.е. в результате естественной конвекции воздуха окружающей среды через радиатор теплообменного аппарата охладителя.
1.2.3. Третий режим: отличается от второго тем, что вентиляторы охладителя включены, т.е. с использованием вынужденной конвекции воздуха через радиатор ТОА охладителя.
Первый режим охлаждения рабочей жидкости подробно рассматривается в лабораторной работе № 4 «Определение коэффициента теплопередачи и установившейся температуры масла гидростанции», а потому в настоящей работе будут рассмотрены только второй и третий режимы охлаждения.
2. Охлаждение рабочей жидкости
в теплообменных аппаратах
2.1. Классификация теплообменных аппаратов
Теплообменными аппаратами (ТОА) называют устройства, предназначенные для передачи тепла от одного теплоносителя к другому для осуществления различных тепловых процессов, например, нагревания, охлаждения, кипячения, конденсации или более сложных физико-химических процессов - выпарки, ректификации, абсорбции и т. п.
По способу передачи тепла все ТОА могут быть разделены на две большие группы: поверхностные аппараты и аппараты смешивания (смесительные).
В поверхностных ТОА передача тепла от одного теплоносителя к другому осуществляется с участием твердой стенки. Процесс теплопередачи в смесительных ТОА осуществляется путем непосредственного контакта и смешения жидких и газообразных теплоносителей.
Поверхностные теплообменные аппараты в свою очередь подразделяют на рекуперативные и регенеративные.
В рекуперативных ТОА тепло от одного теплоносителя («горячего») к другому («холодному») передается через разделяющую их стенку из теплопроводного материала (теплообмен происходит непрерывно за счёт конвекции в теплоносителях и теплопроводности стенки, а если хоть один из теплоносителей излучает, то и за счет теплового излучения).
В регенеративных ТОА теплоносители попеременно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева, которая при этом сначала нагревается, аккумулируя тепло «горячего» теплоносителя, а затем охлаждается, отдавая тепло «холодному» теплоносителю.
Рекуперативные ТОА могут быть классифицированы по различным признакам, например:
1) по роду теплоносителей в зависимости от их агрегатного состояния (паро-жидкостные, жидкостно-жидкостные, газо-жидкостные, газо-газовые, паро-газовые);
2) по конфигурации поверхности теплообмена (трубчатые аппараты с прямыми трубками, спиральные, пластинчатые, змеевиковые, ребристые и др.).
ТОА поверхностного типа, кроме того, могут быть классифицированы:
по назначению (подогреватели, холодильники, испарители, конденсаторы и т. д.);
по взаимному направлению потока рабочих сред (прямоток, противоток, смешанный ток и т. п.);
по материалу поверхности теплообмена;
по числу ходов и т. д.
В рассматриваемой гидросистеме в качестве охладителя применён ТОА, который можно классифицировать как газо-жидкостный трубчато-ребристый многоходовой охладитель с перекрёстным током.