2020-04-12
99
В данной работе изучается теплообменный аппарат, в котором теплоносители находятся в однофазном состоянии и не контактируют друг с другом непосредственно. Такие аппараты называют поверхностными теплообменниками или рекуперативными. Установка позволяет осуществить две простых схемы движения теплоносителей: прямоточная (теплоносители движутся в одном направлении) и противоточная (теплоносители движутся в противоположных направлениях). Целью данной работы является экспериментальное определенного коэффициента теплопередачи от «горячего» теплоносителя к «холодному» и сравнение его с расчетной величиной.
Тепловой поток, отдаваемый горячим теплоносителем рассчитывается по формуле
(1)
Воспринимаемый тепловой поток холодным теплоносителем считается аналогично
(2)
, где t1 и t2 – температуры горячего и холодного теплоносителей соответственно. Индексы «штрих» и «два штриха» - соответствуют условиям на входе и выходе.
|
|
|
Cp1 и Cp2 – изобарные теплоемкости теплоносителей (в данном случае величины можно принять равным 4180 Дж/(кг*К), поскольку теплоносителем является вода, а в рабочем интервале температур её теплоемкости слабо отличается от вышеприведенной величины)
G1 и G2 – массовые расходы теплоносителей (кг/с)
, (3)
где V – объемный расход (м3/c);
плотность воды (принять 994 (кг/м3).
Отношение (4) - КПД теплообменника.
(4)
Тепловой поток в окружающую среду (потери тепла) определяется разностью
. (5)
Для точности дальнейшего расчета воспользуемся средней между ними величиной.
(6)
Уравнение теплопередачи для цилиндрического теплообменника будет выглядеть следующим образом
, (7)
где l – длинна поверхности теплообмена (длинна наименьшей между внутренней и внешней трубой)
Среднелогарифмический температурный напор равен
, (8)
где ΔTБ и ΔTМ – большая и меньшая разница температур в концевых сечениях теплообменника (независимо от схемы движения теплоносителей), то есть
ΔT1 = t4 – t1 ; ΔT2 = t3 – t2 , если ΔT1 > ΔT2 значит ΔTБ=ΔT1;
ΔTМ = ΔT2, тогда коэффициент теплопередачи будет равен:
(9)
Формула (9) используется для экспериментального определения коэффициента теплопередачи.
