Отчет по лабораторной работе 2 по дисциплине Тепломеханическое и вспомогательное оборудование электростанций
 Скачать 0.51 Mb.
|
1 2 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт – Энергетический институт Направление (специальность) -140100 Теплоэнергетика и теплотехника Кафедра - АТЭС ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА Отчет по лабораторной работе №2 по дисциплине «Тепломеханическое и вспомогательное оборудование электростанций» Выполнил студент гр.5Б3А Дворянкин А.С. . Подпись Дата Ф.И.О. Проверил ассистент кафедры АТЭС Цибульский С.А. Подпись Дата Ф.И.О. Томск – 2016 Цель лабораторной работы С помощью численного эксперимента определить зависимость тепловой мощности, коэффициента теплопередачи теплообменного аппарата от режимных параметров, коэффициент теплоотдачи по одному из теплоносителей методом теплообменника. Описание экспериментальной установки Экспериментальная установка (рисунок 1) размещена на специальном столе и состоит из макета теплообменного аппарата 9, блока управления и контрольно-измерительных приборов 5, процессора 6 с клавиатурой 7 и монитора 8.  Рисунок 1 - Общий вид экспериментальной установки: 1 – секция предварительного нагрева (температуры) теплоносителей; 2 – секция расхода горячего теплоносителя; 3 – секция расхода холодного теплоносителя; 4 – секция температуры; 5 – блок управления и контрольно-измерительных приборов; 6 – процессор ЭВМ; 7 – клавиатура ЭВМ; 8 – монитор ЭВМ; 9 – макет теплообменного аппарата. Блок управления и контрольно-измерительных приборов 5 состоит из четырех секций: секции 1 - предварительного нагрева (температуры) теплоносителей; секции 2 - расхода горячего теплоносителя; секции 3 - расхода холодного теплоносителя; секции 4 - температуры. Секция 1 включает в себя ручки «гор.» и «хол.» регулирования предварительного нагрева и соответственно температуры горячего и холодного теплоносителей на входе в аппарат. В секции 2 расположена ручка «гор.» регулирования расхода (изменением положения регулирующей задвижки). В секции 3 – ручка «хол.» регулирования расхода (изменением положения регулирующей задвижки). Секция 4 в данной работе не используется. На данной установке применен метод имитационного моделирования. Рабочая программа исследования вводится в память микропроцессора. Программа имеет шифр ТП-014. Одним из основных управляющих органов при проведении исследования является клавиатура 7 с монитором 8, с помощью которых ведется диалог с ЭВМ, выбираются схемы течения в теплообменном аппарате типа «труба в трубе», вводятся основные режимные параметры установки.  Рисунок 2 – Рабочий участок экспериментальной установки Рабочий участок создан по аналогии с реальным. Он состоит из внутренней трубы, по которой течет горячий теплоноситель, и концентрично с ней расположенной наружной трубы. В кольцевом зазоре течет холодный теплоноситель. В качестве теплоносителей по обеим сторонам можно выбирать воздух или воду. Порядок проведения опытов После включения установки в сеть и запуска рабочей программы на мониторе высвечивается тема лабораторной работы. В рекомендуемом диапазоне основных режимных параметров в окне «Параметры» программы выбирается один из вариантов предстоящего опыта и с помощью клавиатуры вводятся геометрические параметры теплообменника; вид теплоносителя по горячей и холодной сторонам (воздух или вода); схема течения (прямоток, противоток). По окончании набора параметров и контроля их ввода на экране монитора высвечивается схема экспериментальной установки с отображением направления течения теплоносителей и расположением измерительных устройств. После этого на пульте установки включается тумблер питания измерительных приборов и можно приступить к исследованию рабочего процесса. В секции 2 (рисунок 1) устанавливается расход горячего теплоносителя путем изменения положения регулирующей задвижки и соответственно изменяется давление перед диафрагмой  и перепад давления на диаграмме  , что отображается на интерфейсе программы. С помощью ручки «хол.» в секции 3 (рисунок 1) устанавливается расход холодного теплоносителя изменением положения регулирующей задвижки и соответственно изменяется давление перед диафрагмой  и перепад давления на диаграмме  , что также отображается на интерфейсе программы. Регистрация измеренных величин производится по индикаторным приборам, показания которых дублируются на мониторе. Результаты экспериментов заносятся в протокол испытаний (таблица 1). ОПЫТ №1 Таблица 1 – Протокол эксперимента
Обработка результатов (опыт №1) 1. Определяются расходы горячего и холодного теплоносителей. При использовании в качестве теплоносителя воды ее расход определяется для горячей и холодной сторон по формулам   2. Определяется среднелогарифмические температурные напоры по формуле  3. Вычисляется тепловой поток, передаваемый в аппарате   где  – теплоемкости теплоносителей, определяемые по средним температурам и давлениям соответственно    4. Определяется значение коэффициента теплопередачи  где  . 5. Определяются полные теплоемкости массовых расходов теплоносителей  и  по формулам  6. Подсчитывается коэффициент тепловой эффективности теплообменного аппарата в каждом из режимов как отношение действительно переданного теплового потока к максимально возможному  7. Определяется число единиц переноса теплоты (безразмерный коэффициент теплопередачи)  где  8. В соответствии с конкретным заданием, полученным от преподавателя, определяется изменение величин  ,  ,  ,  в зависимости от  . Необходимо построить графики изменения величин , , , в зависимости от и проанализировать полученные результаты.9. Метод теплообменника Физические свойства воды -греющий теплоноситель  определяемые по средним температурам и давлениям соответственно-нагреваемый теплоноситель  определяемые по средним температурам и давлениям соответственноКритерий Рейнольдса    Коэффициент теплоотдачи горячего теплоносителя  Коэффициент теплоотдачи холодного теплоносителя  где  Критерий Нуссельта горячего теплоносителя  Критерий Нуссельта холодного теплоносителя  Таблица 2 – Результаты расчетов по полученным опытным данным
Таблица 3 – Результаты расчетов по полученным опытным данным
Таблица 4 – Результаты расчетов по полученным опытным данным
 Рисунок 3 – График зависимости теплового потока от температуры теплоносителя  В результате аппроксимации была получена следующая аппроксимирующая функция Qг=0,3709Tг-11,79, коэффициент достоверности R2=0,9976.  Рисунок 4 – График зависимости коэффициента теплоотдачи от температуры теплоносителя  В результате аппроксимации была получена следующая аппроксимирующая функция Qг=0,0066Tг-1,3466, коэффициент достоверности R2=0,9107.  Рисунок 5 – График зависимости безразмерного коэффициента теплопередачи от расхода теплоносителя В результате аппроксимации была получена следующая аппроксимирующая функция Qг=0,0008Tг-0,1601, коэффициент достоверности R2=0,9065.  Рисунок 6 – График зависимости коэффициента тепловой эффективности от расхода теплоносителя В результате аппроксимации была получена следующая аппроксимирующая функция Qг=0,0004Tг-0,1614, коэффициент достоверности R2=0,6922. 1 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
