Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Теплообмена и методики эксперимента




Экспериментальная 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.

Рис. 25. Внешний вид экспериментальной установки для изучения процессов теплопередачи в рекуперативном теплообменнике: 1 – пластинчатый теплообменник; 2, 8 - зажимы воздухоотводящей трубки; 3, 7 – входной и выходной шланги хладагента; 4 – диафрагма расходомера хладагента; 5 – трубки дифференциального датчика давления; 6 – дифференциальный датчик давления (расходомер хладагента); 9, 17 – напорная и приемная емкости хладагента; 10 - воздухоотводящая трубка; 11, 16 – зоны монтажа датчиков температуры потоков; 13, 15 – входной и выходной шланги теплоносителя; 18, 19 - краны

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.

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 40; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.005 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты