Документ: 1693, страницы 26-30 | База учебных материалов

СибАДИ

Таблица 2

Протокол эксперимента

Толщи-

Высота

Сопро-

Напря-

Температура на

Глубина

Диаметр

ц л нд-

тивле-

жение

поверхностях

установки

Температура,

Материал

нагревате-

на

р че-

ние

на

стенки,

термопар,

K

стенки

ской

нагрева-

K

мм

ля, мм

, мм

стенки

теля

теле

L, м

Rн, Ом

U, В

tW1

1

2

3

4

t 1

t 2

t 3

t 4

Результаты расчётов

Таблица 3

Тепловой поток

Коэфф.

Средняя

Материал

теплопроводности

температура

2

q, Вт/м

λj, Вт/(м К)

tj, K

26

СибАДИ
		Значен я коэффициента теплопроводности материалов								Таблица 4
			в зависимости от температуры
		Предел				Температура, К
	Материал	температу-
		ры,	250	300	400		500	600	800		1 000
		К
	Алюминий	934	235	237	240		236	231	218		-
	Бериллий	1 551	235	200	160		139	126	106		91
	Ванадий	2 160	31	31	31		32	33	36		38
	Вольфрам	3 680	180	174	159		146	137	123		118
	Гафний	2 503	24	23	23		22	21	21		21
	Германий	1 211	75	60	43		34	27	20		17
	Железо	1 808	87	80	70		61	55	43		32
	Золото	1 338	321	317	311		304	298	284		270
	Кальций	1 112	210	201	189		182	178	153		116
	Кобальт	1 768	110	100	85		75	67	58		52
	Медь	1 357	406	401	393		386	379	366		352
	Никель	1 726	98	91	80		72	66	68		72
	Платина	2 045	71,8	71,6	71,8		72,3	73,2	75,6		79
	Серебро	1 235	429	429	425		419	412	396		379
	Тантал	3 269	57	58	58		59	59	59		60
	Титан	1 933	23	21	20		20	19	19		21
	Хром	2 130	100	94	91		86	81	71		65

27

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ РЕКУПЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ (видео 2)

Цели лабораторной работы: закрепление знаний по теории теп- СибАДИлопередачи в теплообменных устройствах, исследование параметров, влияющ х на теплопередачу, ознакомление с методикой их испыта-

ний и получен е экспер ментальных навыков.

Задачи сследования: экспериментальное изучение процесса теплопередачи на модели теплообменника «труба в трубе». Определить мощность теплового потока для прямоточного и противоточного теплообменн ка. Сравн ть эффективность различных схем.

Оборудован е оснащение: лабораторная работа выполняется на IBM − совмест мом компьютере в среде операционной системы

Windows 3.1 выше.

1. Теорет ческ е основы теплотехнического расчёта рекуперативных теплообменников

Процессы переноса и распространения тепла, влияющие на тепловое состояние тел, имеют место почти во всех отраслях техники. Например, превращение теплоты в механическую работу в тепловых двигателях, их охлаждение, процессы парообразования в котлах, получение холода в холодильных установках и т. д. сопровождаются передачей тепла от одних тел к другим.

При конструировании современных тепловых устройств и аппаратов, учитывая их сложность, надо знать не только их назначение и принцип работы, но уметь правильно рассчитать протекающие в этих аппаратах устройствах тепловые процессы. При теплообмене между двумя телами (более нагретым и менее нагретым) внутренняя энергия первого тела уменьшается, а второго настолько же увеличивается. Передача тепла от одного тела к другому осуществляется при наличии разности температур ∆tср и тем интенсивнее, чем больше разность температур тел, обменивающихся теплотой.

Устройства, в которых осуществляется передача теплоты от одного теплоносителя к другому, т.е. нагревание одного теплоносителя происходит за счет охлаждения другого, называются теплообменными аппаратами (ТОА), (теплообменники).

28

Теплообменники с двумя теплоносителями по принципу действия подразделяются на три основные группы:

1) Рекуперативные ТОА ̶ аппараты, в которых теплота от одного

теплоносителя к другому передается через разделяющую их стенку. тенка, которая омывается с обеих сторон теплоносителями, называется рабочей поверхностью теплообменника. Она выполняется из материала с хорошей теплопроводностью (меди, стали, латуни, сплавов

СНа более распространены трубчатые теплообменники, в которых од н теплонос тель движется в трубах, а другой в межтрубном пространстве. В так х ТОА горячий и холодный теплоносители не контакт руют, поэтому можно использовать самые разнообразные их

алюмин я т.д.).

сочетан я.

имно перпендикулярныхбАнаправлениях (рис. 1, в). Возможен много-

Рекуперат вные теплоо менники подразделяются в зависимости

от направлен я дв жен я теплоносителей на:

– прямоточные −	теплоносители движутся в одинаковом
если
направлен (р с. 1, а);
– прот воточные − если теплоносители движутся в противопо-
ложном направлении (рис.1,	);
– с перекрестным током − если теплоносители движутся во вза-

кратный перекрестный ток (рис. 1,г).
		Д







а	б	И
а	б	в	г

Рис.1. Схемы движения теплоносителей: горячий теплоноситель холодный теплоноситель

На практике встречаются более сложные схемы движения теплоносителей, включающие различные комбинации основных .

К рекуперативным теплообменникам можно отнести также теплообменники с промежуточным теплоносителем.

2) Регенеративные ТОА − аппараты, в которых поверхность нагрева периодически омывается то горячим, то холодным теплоносителем. При этом теплота, отнимаемая от греющего теплоносителя, периодически передается нагреваемой среде. В качестве поверхности

29

нагрева в таких теплообменных аппаратах используется твердый, достаточно массивный материал (кирпичи, различные засыпки, листы металла). Режим работы регенераторов в отличие от рекуператоров нестационарный, периодический.

Регенераторы и рекуператоры по способу передачи теплоты относятся к поверхностным теплообменникам.

СибАДИ3) месительные ТОА − аппараты, в которых теплота передается при непосредственном смешении охлаждаемой нагреваемой среды (контактные теплообменники). Они просты и компактны.

Используются смесительные теплообменники для легко разделяющ хся теплонос телей, их тщательно перемешивают, жидкости разбрызг вают ли раз ивают на мелкие струи.

Из всех т пов теплоо менников наиболее широкое распространение получ ли рекуперативные.

Рекуперат вные теплоо менники типа “труба в трубе” широко используются в промышленности. Преимущество таких теплообменников заключается в разноо разии компоновок, они могут быть быстро собраны з стандартных элементов. При необходимости поверхность теплообмена может ыть увеличена за счет установки дополнительных секций.

Теплообменник “тру а в трубе” (рис. 2) представляет собой трубу, концентрически размещенную в трубе большего диаметра с патрубками на концах для подвода теплоносителей от одной секции к другой.

Рис. 2. Теплообменник типа «труба в трубе»: 1 – наружная труба; 2 – внутренняя труба; 3 – соединительные колена; 4 – соединительные патрубки с фланцами

30

Материал: 1693

Смотрите также: