Определение опытного коэффициента теплопередачи

1. Определим количество тепла, Q (Вт) отданное воздухом по формуле:

(1)

где G — массовый расход воздуха, кг/с;

, — температура воздуха на входе в аппарат и выходе, соответствен-но, град;

С_p — теплоемкость воздуха при средней температуре

(), .

Определим массовый расход воздуха по формуле:

, (2)

где — объёмный расход воздуха, м³/с;

— плотность воздуха при средней температуре, кг/м³.

Вычислим среднюю температуру воздуха:

опыт 1: ;

опыт 2: ;

опыт 3: .

Определим основные физические свойства воздуха при его средних температурах и сведем числовые значения в таблицу 3.

Таблица 3 ‒ Физические свойства воздуха.

Средняя температура ,	Плотность , кг/м3	Теплоемкость ,	Коэффициент динамической вязкости ,	Коэффициент теплопровод-ности ,
35,5	1,207		19,22	2,689
	1,187		19,68	2,748
	1,154	1001,2	20,22	2,846

Подставляя числовые значения в формулу (2), получим:

опыт 1:

опыт 2:

опыт 3:

Результаты вычислений записали в таблицу 4.

Подставляя числовые значения в формулу (1), получим:

опыт 1:

опыт 2:

опыт 3:

Результаты вычислений записали в таблицу 4.

2. Для противоточной схемы движения теплоносителей средний темпера-турный напор определим по формуле:

, (3)

где , — большая и меньшая разности температур на концах теплооб-менника.

;

.

опыт 1:

опыт 2:

опыт 3:

Подставляя числовые значения в формулу (3), получим:

опыт 1:

опыт 2:

опыт 3:

Результаты вычислений записали в таблицу 4.

3. Определим поверхность теплообмена F (м²) по формуле:

, (4)

где — наружный диаметр меньшей стеклянной трубы (), м.

Подставляя числовые значения в формулу (4), получим:

.

4. Определим коэффициент теплопередачи , () по формуле:

. (5)

Подставляя числовые значения в формулу (5), получим:

опыт 1:

опыт 2:

опыт 3:

Результаты вычислений записали в таблицу 4.

Таблица 4 − Расчётные данные.

Массовый расход воздуха G, кг/с	Количество тепла отданное воздухом Q, Вт	Средний температурный напор ,	Коэффициент теплопередачи ,
38,62·10-6	1,50	10,48	2,53
48,66·10-6	2,63	15,90	2,93
69,24·10-6	5,26	22,61	4,12