Теоретические основы теплотехники. Методические указания - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

где Q – передаваемый тепловой поток, Вт; ∆t
ср
– среднелогарифмический температурный напор, К; F – величи-
на поверхности теплообмена, м
2
.
Выразим из приведенной формулы коэффициент теплопередачи k:
Ft
Q
k
cр
∆
=
. (1)
Теперь видно, что значение k легко можно получить как результат косвенных измерений, если опытным
путем определить значения всех параметров, входящих в правую часть формулы (1).
Величину передаваемого теплового потока определим, записав уравнение теплового баланса
Q = Q
1
= Q
2
+ Q
2пот
, (2)
где Q
1
– количество тепла, переданное за 1 с от горячего теплоносителя в стенку, Вт; Q
2
– количество тепла,
полученное за 1 с холодным теплоносителем от стенки, Вт; Q
2пот
– тепловые потери от наружной поверхности
теплообменника в окружающую среду за 1 с. Для определения величин Q
1
и Q
2
достаточно измерить расходы
теплоносителей и их температуры на входе и выходе теплообменника:
Q
1
= G
1
ρ
1
с
р1
(t
11
– t
12
);
Q
2
= G
2
ρ
2
с
р2
(t
22
– t
21
),
где G
1
, G
2
– объемные расходы горячего и холодного теплоносителей, м
3
/с; ρ
1
и ρ
2
– плотности теплоносителей,
кг/м
3
; с
р1
и с
р2
– удельные массовые теплоемкости теплоносителей, Дж/(кг⋅К); t
11
и t
21
– температуры горячего и
холодного теплоносителей на входе в теплообменник, °С; t
12
и t
22
– температуры горячего и холодного теплоно-
сителей на выходе из теплообменника, °С.
Экспериментальная установка и методика экспериментов
Схема экспериментальной установки приведена на рис. 1. Установка включает следующее основное лабо-
раторное оборудование и приборы:
• термостат 1, предназначенный для нагрева, а потом и поддержания постоянства температуры t
11
воды
на входе в теплообменник и прокачки ее по внутренней трубе теплообменника;
• резиновые шланги 3 для горячей воды и воздуха;
• регулировочные устройства 4, позволяющие изменять расходы теплоносителей;
• теплообменник 12 типа "Труба в трубе" с двумя коленами;
воздух
2
,
5 mV
Нагрев
Быстрый
нагрев
214,458
вода
Е
22
12
2 3 5
7
8
9 10 11
4 1
6
3
Сеть
0
,
5
Рис. 1 Схема экспериментальной установки
• сосуд Дьюара 8, служащий для поддержания температуры свободных спаев термопар при температуре
0 °С (заполняется водой с тающим льдом);
• газовый счетчик 5;
• водяной счетчик 7;
• вентилятор 11 для просасывания воздуха через кольцевое сечение теплообменника;
• хромель-копелевые термопары 6 для измерения температур t
21
и t
22
воздуха;
• термометры 2 для измерения температур t
11
и t
12
воды;
• клеммы 9 для подключения мультиметра 10, с помощью которого измеряют термоЭДС термопар.
Вода, нагретая в термостате до температуры t
11
(45…65 °С), с помощью насоса, установленного в термо-
стате, по резиновым шлангам 3 подается на вход внутренней трубки теплообменника. Протекая там, она отдает
часть своего тепла теплопередачей подогреваемому воздуху, который просасывается вентилятором 11 через

Страницы