Теплообменного аппарата

Лабораторная работа № 5

Определение коэффициента теплопередачи

теплообменного аппарата

Теплообменным аппаратом называется устройство, назначением которого является передача тепла от одного теплоносителя к другому. Такие аппараты весьма разнообразны по своему назначению и конструктивным формам.

Теплообменные аппараты делятся на поверхностные (паровые котлы, радиаторы, подогреватели и т.д.) и смесительные (конденсаторы смешения, градирни и т.д.). Теплообменные аппараты широко применяются во всех отраслях производства, в том числе и в авиации. На самолетах, эксплуатируемых в ГА, устанавливаются топливно-масляные радиаторы, служащие для подогрева топлива, поступающего в камеры сгорания, масляно-воздушные радиаторы, в которых охлаждается масло, устройства для кондиционирования воздуха и т.д.

От рационального выбора типа теплообменного аппарата и правильной эксплуатации его в значительной мере зависят экономичность и надежность работы всей силовой установки в целом.

Цель работы:

1.Экспериментальное определение коэффициента теплопередачи в теплообменном аппарате.

Теоретические основы работы:

Для решения вышеуказанных задач основными уравнениями являются:

1. Уравнение теплопередачи:

Q = кF ∆ t, (4.1)

где:

Q – количество переданного тепла, Вт;

к – коэффициент теплопередачи, Вт/(м² · К);

F – площадь теплообмена, м²;

∆ t – средний температурный напор теплообменника

Средний температурный напор определяется по формуле

(4.2)

где ε _∆t– поправка, учитывающая схему движения охлаждаемой и охлаждающей жидкостей в теплообменном аппарате;

t ₁^'– температура на входе охлаждаемой воды;

t ₁^''– температура на выходе охлаждаемой воды;

t ₂^'– температура на входе охлаждающего воздуха;

t ₂^''– температура на выходе охлаждающего воздуха.

2. Количество тепла, воспринятого воздухом, определяется по формуле:

Q ₂= G _в· С _ρ · (t ₂^''– t ₂^') (4.3)

где:

G _в– расход воздуха, кг/с;

С _ρ= 1,005 кДж/(кг · К) – теплоёмкость воздуха.

Расход воздуха определяется по формуле:

G _в= f · c · ρ = f · c ·, (4.4)

где:

f - площадь воздушной струи, м²;

с – скорость воздуха, м/с;

p – атмосферное давление, Па;

T – абсолютная температура окружающей среды, К;

R = 287 Дж/(кг · К).

3. Уравнение теплового баланса:

(4.5)

4. Коэффициент теплопередачи определяется по формуле:

(4.6)

где F _oρ– площадь теплообмена, равная 1,6 м².

5. Для определения среднего температурного напора используется формула

где ε _∆t– поправка, учитывающая конструктивные особенности теплообменника (определяется по графикам специальной справочной литературы)

Для определения этой поправки предварительно подсчитываются величины: