КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Теплообмена и методики экспериментаЭкспериментальная установка (рис. 25) включает лабораторный стол, пластинчатый теплообменник 1 c поверхностью теплообмена F = 0,133 м2, термостат 14 с нагревательным устройством и центробежным насосом для циркуляции теплоносителя через теплообменник, напорную 9 и приемную 17 емкости для хладагента, обеспечивающие его движение через теплообменник с постоянным расходом, магистральную систему 3, 7, 10, 13, 15 с запорно-регулирующей арматурой 2, 8, 18, 19, объемный расходомер теплоносителя 12, расходомер хладагента (переменного перепада давления) 4 - 6, датчикитемпературы потоков на входе 16 и выходе 11 теплообменника и компьютерную систему измерения, регулирования и регистрации сигналов на базе программного комплекса LabVIEW фирмы NI (США) и компьютера с аналогово-цифровым преобразователем. Требуемая температура теплоносителя в термостате задается на лицевой панели виртуального прибора (ВП) (рис. 26). По достижении заданной температуры и включении циркуляционного насоса термостата теплоноситель подается по шлангам 15 и 13 в один из контуров теплообменника 1. Его температура на входе и выходе теплообменника измеряется терморезисторами 11, 16. Расход теплоносителя измеряется на выходе теплообменника объемным расходомером 12. Показания терморезисторов и расходомера непрерывно регистрируются ВП и выводятся на его лицевую панель. Изменение расхода теплоносителя осуществляется краном 18.
Хладагент из напорной емкости 9 (в положении согласно рис.25) при открытии крана 19 поступает через магистраль 7 идиафрагму 4 расходомера 6 в контур теплообменника 1. Далее он через магистраль 3 поступает в приемную емкость 17, вытесняя воздух из нее через шланг 10 в виде пузырей в напорный (верхний) бак. Давления на входе в канал (на дне верхнего бака) и над жидкостью в нижнем баке уравниваются, в связи с чем истечение происходит под действием постоянного напора Н, создаваемого столбом жидкости в шлангах 7, 3 и теплообменнике 1. Это обеспечивает установившееся (с постоянным во времени расходом) движение жидкости через теплообменник. Температура на входе и выходе теплообменника измеряется терморезисторами 11, 16. Расход хладагента измеряется расходомером 6 на входе теплообменника. Показания терморезисторов и расходомера непрерывно регистрируются ВП и выводятся на его лицевую панель. Изменение расхода теплоносителя осуществляется краном 19. Методика проведения эксперимента. Эксперимент проводится при двух значениях расхода теплоносителя для стационарных значений температурных перепадов и расходов хладагента и теплоносителя. На первомэтапе лабораторной работы проводится экспериментальное изучение теплообмена в условиях противоточного и прямоточного движения жидких хладагента и теплоносителя, в качестве которых используется вода. При изучении теплообмена в условиях противотока соединение шлангов производится согласно рис. 25. В случае прямотока шланг 3 присоединяется к верхнему штуцеру теплообменника, а шланг 7 – к нижнему. Трубки 5 дифференциального датчика давления 6 (датчика расхода хладагента) также меняются местами. Эксперимент в условиях прямотока проводится при том же значении расхода хладагента, что и при противотоке. Для соблюдения этого условия изменяется при необходимости высота Н взаимного расположения напорной 9 иприемной 17 емкостей. На втором этапе работы проводится изучение процесса нагрева воздушного потока жидким теплоносителем. Воздушный поток подводится к теплообменнику от установки для изучения процесса псевдоожижения. При изучении нагрева в условиях противотока воздушный шланг 8 (см. рис. 4 лабораторной работы «Изучение процессов псевдоожижения…») присоединяется через переходник к входному штуцеру теплообменника, а шланг 9 - к выходному. В случае прямотока – наоборот. Значение объемного расхода воздуха (хладагента): V1 = Ав w (м3/с), (6) где Ав = 1,65 ∙10-3 м2 – площадь поперечного сечения верхней части колонны псевдоожижения; w – скорость потока в колонне согласно показаниям датчика скорости потока, м/с. Количество получаемой Q1 (Вт) и отдаваемой Q2 (Вт) в единицу времени теплоты (тепловая нагрузка теплообменника) вычисляется по формулам: (7) где ρ1 - плотность хладагента при температуре T1, кг/м3; ρ2 - плотность теплоносителя при температуре T3, кг/м3; Сp1 – удельная теплоемкость хладагента при температуре 0,5(T1 + T2), Дж/(кг∙К); Сp2 – удельная теплоемкость теплоносителя при температуре 0,5(T3 + T4), Дж/(кг∙К); V1 и V2 –объемные расходы теплоносителей, мл/с. Величина теплопотерь в окружающую среду определится как ΔQп = Q2 – Q1 (Вт). (8) Значения коэффициентов теплопередачи вычисляются по формуле: [Вт/(м2∙К)], (9) где ΔTm – среднелогарифмический температурный напор вычисляется по формуле (2); F = 0,133 м2 – площадь поверхности теплообмена изучаемого теплообменника. Измеренные в эксперименте технологические параметры (показания датчиков) и результаты обработки экспериментальных данных заносятся в табл. 1. Распечатанные графики выхода параметров на стационарный режим прикладываются к лабораторной работе.
|