Лабораторная по термодинамике. ЛР 1 термо.. Исследование работы теплообменных аппаратов при теплообмене между системами паржидкость и жидкостьгаз

• Название: Исследование работы теплообменных аппаратов при теплообмене между системами паржидкость и жидкостьгаз
• Анкор: Лабораторная по термодинамике
• Дата: 28.03.2022
• Размер: 113.43 Kb.
• Имя файла: ЛР 1 термо..docx
• Тип: Исследование; #421473

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Омский государственный технический университет»


Термодинамика и теплопередача
Лабораторная работа №1
«Исследование работы теплообменных аппаратов при теплообмене между системами пар-жидкость и жидкость-газ»

Выполнил: ст. гр. Х-201

Романов Д., Чёрный А.

Проверил: ассистент

Садвакасов Д.Х.

Омск 2021

Цель работы: испытание рекуперативного теплообменного аппарата при стационарном режиме теплообмена и получение основных характеристик его работы.

Теоретическая часть: Теплообмен – необратимый самопроизвольный перенос тепла от более нагретых тел к менее нагретым. Движущей силой этого процесса является разность температур тел. Теплопроводность представляет собой молекулярный перенос теплоты в телах, обусловленный неоднородностью температурного поля. Под конвенцией понимают процессы переноса теплоты при перемещении макроскопических объемов газа или жидкости в пространстве между областями с различной температурой.

Схема установки представлена на рис. 1. Установка состоит из двух теплообменников А1, А2 и парогенератора А3, которые являются ее основными рабочими элементами.



Рисунок‑1 – Схема экспериментальной установки

А1 – теплообменник типа «труба в трубе»;

А2 – теплообменник кожухотрубный одноходовый;

А3 – парогенератор;

К1 – электромагнитный клапан;

К32 – продувочный кран;

ВР1 – регулировочный вентиль;

Р1 – ротаметр;

СИ8(РВ) – счетчик импульсов;

Н1 – вентилятор;

СЭ – счетчик электронный «Меркурий - 234»;

СИ8 (РЭ) – счетчик импульсов;

ТРМ-101-ИР – ПИД-регулятор;

ТСМ 50 – термометр сопротивления.

Основные расчетные зависимости

для объемного расхода 45-51 л/час

Вычислим количество теплоты , Дж/c, полученное водой в теплообменнике А1:



где = 4186 Дж/(кг*К)

Рассчитаем средний массовый расход воды:



Рассчитаем среднюю t₃ для теплообменника А1:



Рассчитаем среднюю t₂ для теплообменника А1:



Дж/(кг*К)

Используя замеренную мощность потребляемую парогенератором из электрической сети, определяем общие потери тепла в окружающую среду (дж/с) через поверхность теплоизоляции контура парогенератор - теплообменник А1:



Рассчитаем среднюю мощность, потребляемую генератором:





Считая, что потери тепла через теплоизоляцию теплообменника А1 составляют 20% (по площади теплоизоляции) от общих потерь тепла, определяем:





Используя характер изменения температур теплоносителей в случае конденсации горячего теплоносителя, определяем среднюю разность температур


Рассчитаем среднюю t₁ для теплообменника А1:





Вычисляем значение коэффициента теплопередачи К₁, Вт/(м²·К ), для теплообменника А1:



где F₁ = 0,03 м² – расчетная поверхность теплообменника;



Для теплообменника А2 вычислим:

а) количество тепла , переданное водой:



Рассчитаем среднюю t₃ для теплообменника А2:



Рассчитаем среднюю t₄ для теплообменника А2:





б) количество тепла Дж/с, полученное воздухом при прямотоке:



где – теплоемкость воздуха.

Рассчитаем средний массовый расход воздуха :



Рассчитаем среднюю t₆ для теплообменника А2:



Рассчитаем среднюю t₅ для теплообменника А2:





С учетом схем движения теплоносителей (противоток – прямоток) построим график изменения температур теплоносителей по длине теплообменника А2. Ориентируясь по схеме, подсчитаем значения больших и меньших разностей температур между теплоносителями и вычислим значение средней разности температур в зависимости от отношения 𝑡_б 𝑡_м как среднеарифметические или среднелогарифмические величины:

прямоток -







Вычислим значение коэффициента теплопередачи K2, Вт/(м² ·К), для теплообменника А2:



где F₂ = 0,25 м² – расчетная поверхность теплообмена.



Оценим соотношения величин термических сопротивлений при теплопередаче между системами пар – жидкость, жидкость – газ через отношение коэффициентов



Определим потери тепла в окружающую среду через поверхность теплоизоляции теплообменника А2 , Дж/с:



Определим среднюю температуру поверхности теплообменника А2 и среднюю температуру поверхности теплоизоляции теплообменника А2 :





По потерям тепла , используя закон теплопроводности для стационарного процесса, определим коэффициент теплопроводности материала теплоизоляции λ, Вт/(м*К):



где – толщина слоя теплоизоляции;

– площадь внешней поверхности теплоизоляции.