Материал: 1693

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам


СибАДИ
	N п/п
	G1,,кг/с
	G2, кг/с
	t'1, º	Прямоточный
	t"1, º
	t'2, º
	t"2, ºС	теплообменник
	Q1,
	Q2,,
	∆tср, ºС		Результаты
	k		Результаты
	k

	N п/п
			расчётов
	G2, кг/с		расчётов
	G1,,кг/с
		Противоточный
	t'1, ºС	Противоточный
	t'1, ºС

	t"1, ºС

	t'2, ºС
		теплообменник	1лицаТаб
	k	теплообменник	1лицаТаб
	t"2, ºС
	Q1, дж/с
	Q2,,
	∆tср, ºС

							Таблица 2
	Свойства воды в зависимости от температуры

				,
Температура,	Теплоѐмкость,	Плотность,	Ρ,Кг/м	Теплопроводность	Вязкость,	µ·10	Критерий Прандтля
СибАДИλ·10Кдж,ВткгКСмк3··о//,							Pr
						с / Па ,
					3
10	4,19	1000		57,5	1,310		9,52
15	4,19	999		58,7	1,155		8,24
20	4,18	998		59,9	1,000		7,02
25	4,18	997		60,9	0,902		6,19
30	4,18	996		61,8	0,804		5,42
35	4,18	994		62,6	0,731		4,88
40	4,18	992		63,4	0,657		4,31
50	4,18	988		64,8	0,549		3,54
60	4,18	983		65,9	0,470		2,98
70	4,19	978		66,8	0,406		2,55
80	4,19	972		67,5	0,355		2,21
90	4,19	965		68,0	0,315		1,95

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА НА ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ТРУБОПРОВОДЕ (видео 3)

СибАДИ
Цель лабораторной работы: изучение процессов теплообмена
при свободной	вынужденной конвекции на горизонтальном трубо-
проводе.
Задачи сследования: экспериментальное определение коэффи-
циентов теплоотдачи		теплопередачи, сравнение их с вычисленными
по критер альным уравнениям.
Оборудован е		оснащение: лабораторная работа выполняется
на IBM – совмест мом компьютере в среде операционной системы
Windows 3.1	выше с спользованием программы «Виртуальная ла-
боратор я по техн ческой термодинамике и теплопередаче», разрабо-
танной Б.Ф. Кузнецовым и Г.Д. Тарановой на кафедре «Гидравлика,
теплотехн ка	г дропривод» Тверского государственного техниче-
ского университета		прио ретённой Сиб ДИ.

1. Теоретические основы

При знании величины мощности теплового потока Q в теплообмене поверхности с обтекающей ее средой становится возможным определение коэффициента теплоотдачи α из уравнения НьютонаРихмана:

Q F t ,

(1)

где F ̶ поверхность, участвующая в теплообмене;t – средний температурный напор.

В условиях, когда по горизонтально расположенному трубопроводу движется воздух под напором, а с внешней стороны трубопровода существует контакт с окружающим воздухом, внутри трубопровода теплообмен определяется условиями вынужденной конвекции, а с внешней стороны ̶ естественной конвекции. Обозначим мощность теплового потока при вынужденной конвекции Q1, а при естественной конвекции–Q2.и,соответственно,коэффициентытеплоотдачиα1 иα2.

Введем также обозначения: Fвн – внутренняя поверхность трубопровода, которая участвует в теплообмене при вынужденной конвекции; Fнар – внешняя поверхность трубопровода, обменивающаяся

теплом с окружающей средой в процессе естественной конвекции; t1–температурный напор со стороны внутренней поверхности;

t2 – температурный напор со стороны наружной поверхности трубопровода.

Таким образом, в опыте должны быть определены Q1 и Q2, t1 и t2, а также заданы Fвн и Fнар. В таком случае из опыта становится возможным определение α1оп и α2оп, которые затем могут быть сравнены со значен ями α1расч и α2расч, полученными из соответствующих характеру теплообмена критериальных уравнений. Электрический ток при прохожден по трубе совершает работу, которая полностью переходит в тепло Qэ. В таком случае уравнение первого закона термодинам ки как частный случай закона сохранения энергии приобретает вид:

Qэ Q1 Q2 Q3 ,

(2)

где Q1 – мощность теплового потока, переданная воздуху, движущемуся внутри тру ы; Q2 – мощность теплового потока, переданная воздуху, окружающему тру у; Q3 – мощность теплового потока, затраченная на нагрев (охлаждение) трубы.

Тепловой поток Q3 имеет место только при нестационарном режиме работы установки, а при достижении стационарного режима, когда температура тру ы tx = const, Q3 = 0 и уравнение упрощается:

Qэ Q1 Q2 .

(3)

Мощность теплового потока Q1, переданная воздуху, движущемуся внутри трубы, может быть определена по уравнению первого закона термодинамики для участка от сечения I-I до сечения II-II (рис. 1):

Q1 G ( h Экин				Эпот				lт ), Вт.	(4)
При выполнении расчетов следует иметь в виду, что изменение
потенциальной энергии потока равна нулю								техническая работа, со-
вершаемая потоком, также равна нулю.
Тогда				Q1

СибА							ДИ

1,оп		F · t				,			(1a)
				вн 1
	2,оп			Q2 .					(2а)
		F			· t	2
			нар

Для расчета средних значений коэффициентов теплоотдачи при конвективном теплообмене в воздушной среде рекомендуются следующие формулы на основе критериальных уравнений.

Для расчета средних величин критериев Нуссельта конвективного теплообмена потока воздуха в трубах рекомендуются уравнения:

а) для ламинарного режима Re<2·103:

	Nu	1п,d	0,15·Re0	,33	·Pr0,43	;	(5)
			п		п
б) для развитого турбулентного режима Re>104:

СибАДИ ром, расположенными на панели 11 «Окружающая среда». Далее по-

Nu1

п,d

0,021·Re0,8

·Pr0,43,

(6)

1расч·dвн

где

−

средний

критерий

Нуссельта;

1п,d

w·dвн

− кр тер й Рейнольдса; Pr

− критерий Прандтля

ап

при температуре потока воздуха в трубе.

Для гор

зонтальных

труб при естественной конвекции в

неогран ченном пространстве в диапазоне изменения (Gr·Pr) от 103

до 108:

0,5·(Gr ·Pr )0,25,

2п,d

(7)

2расч·dнар

где

Nu2п,d

−

средний

критерий

Нуссельта;

g·d3

нар

Т − критерий Грасгофа;

− критерий

п,d

ап

Прандтля при температуре потока окружающей среды.

2. Схема и описание установки

Воздух, являющийся в данном случае рабочим телом, забирает-

ся компрессором 1 из окружающей среды (рис. 1). Параметры воздуха

в окружающей среде измеряются ртутным барометром

термомет-

ток воздуха через сечение 0−0 направляется в воздухомерное устрой-

ство 2 типа «труба Вентури». Количество проходящего воздуха регу-

лируется заслонкой 3.

Источник: https://studfile.net/preview/16407750/

Смотрите также:




Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления
_1-тема-СтрМетал
_1966(~1
_files_materials_5053_prog.ntr
_Антонян Ю.М., Сексуальные преступления. Чикатило и другие
_РГР № 1 (2)
- Габариты и масса 27