Ктеор рассчитывается по уравнению 
,
со стороны воздуха, 
для дистиллированной воды, lст = 384 Вт/(м×К):
= 17,091
По уравнению осуществим проверку принятого значения tст, и при необходимости выполним повторный расчет:
| q = K×Dtср = aвозд(tствозд –tсрвозд) = aводы(tсрводы –tстводы)= 36,764, | ||||
| где | aвозд, aводы - коэффициенты теплоотдачи воздуха и воды; | |||
| tсрвозд, tсрводы - средние температуры воздуха и воды; | ||||
tствозд, tcтводы - температуры стенок со стороны воздуха и воды.
 2,157
| ||||
Определение опытного коэффициента теплопередачи
1. По табл. 1 находим теплоемкость воды Св (кДж/(кг×К) при ее средней температуре. Св = 1,29 кДж/(кг∙К)
2. Вычисляем тепловой поток (Вт):
 = 0,083 Вт
| ||
где  - массовый расход воды при средней температуре,  ;
 - удельная теплоемкость при средней температуре,  ;
 - начальная температура воды;  - конечная температура воды.
|
 = 0,107 кг/с
| ||
где L - объемный расход воды,  ;
 - плотность воды при средней температуре,  .
|
3. Определяем поверхность теплообмена (м2):
 = 1,979 м2
| |||
где  - средний диаметр трубки, м; L – длина труб, м; n – число труб в одном ходу;
z – число ходов.
| |||
4. Из уравнения Q = К×Dtср× F находим опытное значение коэффициента теплопередачи Коп = 19,363.
5. Расчетные результаты занести в табл. 5.5.
Таблица 4- Расчетные результаты
| Воздух | Вода | Ктеор | Q | Dtср | Коп | Процент ошибки | ||||||
| wвозд | Re | Nu | aвозд | wвод | Re | Nu | aвод | |||||
| 3,639 | 20,4 | 18,6 | 0,025 | 496,24 | 5,419 | 239,97 | 17,09 | 0,083 | 2,157 | 19,36 | ||
| 6,369 | 20,436 | 18,64 | 0,025 | 494,8 | 5,693 | 252,1 | 17,08 | 0,083 | 2,157 | 19,36 |
Выводы:
1. Ознакомились с устройством и работой двухходового кожухотрубчатого теплообменного аппарата;
2. Определили опытное значение коэффициента теплопередачи и сравнили его с расчетным.
Лабораторная работа №5.2. «Изучение зависимости коэффициента теплопередачи (теплоотдачи) между системой вода-воздух от скорости движения жидкой среды».
Цель работы: экспериментальное исследование зависимости интенсивности теплоотдачи от скорости движения жидкости у теплообменной поверхности.
Порядок проведения работы
1. Перед проведением работы осуществить пуск установки и вывод ее на стационарный режим.
2. Установить необходимый расход воды и расход воздуха. Подача насоса должна осуществляться на 56 % от его максимальной производительности. Расход воздуха в течение эксперимента оставить постоянным. Вентилятор должен быть загружен на 17 % от его максимальной производительности.
3. В начале работы снять показания приборов, замеряющих входные и выходные параметры теплообменника. Результаты записать в табл. 5.
Таблица 5 - Опытные результаты
| № опыта | Объемный расход воды L,
| Температура воды, 0С | Объемный расход воздуха V0,
| Температура воздуха, 0С | ||
вход
| выход
| вход
| выход
| |||
4. Задать расход горячего теплоносителя (33 %) измерителем-регулятором ТРМ 201-Щ1, установленным на щите.
5. Через 10 – 15 мин после выхода установки на стационарный режим снять показания приборов и занести в табл. 5.6.
6. Далее аналогично, уменьшая расход воды (5 %) при помощи частотного преобразователя и измерителя-регулятора ТРМ 201-Щ1, как только установка выйдет на стационарный режим, фиксировать параметры работы теплообменника.
7. Для завершения работы достаточным являются четыре режима.
Таблица 5. - Расчетные результаты
| № опыта | Воздух | Вода | Dtср | К | Q | ||||||
| wвод | Re | Nu | aвод | wвозд | Re | Nu | aвозд | ||||
| 3,639 | 20,4 | 18,6 | 0,025 | 496,24 | 20,4 | 239,97 | 2,157 | 17,09 | 0,083 | ||
| 3,576 | 20,145 | 18,375 | 0,03 | 596,4 | 5,719 | 253,28 | 1,764 | 16,926 | 0,055 | ||
| 3,575 | 20,134 | 18,366 | 0,037 | 743,2 | 6,042 | 267,58 | 1,97 | 16,978 | 0,055 |
Выводы:
Коэффициент объемного расширения газов (в интервале 0...100оС при давлении 101,3 кПа)
| Вещество | β10-3K-1 | Вещество | β10-3K-1 |
| Азот | 3,672 | Двуокись углерода | 3,726 |
| Аммиак | 3,770 | Кислород | 3,672 |
| Аргон | 3,676 | Метан | 3,678 |
| Ацетилен | 3,726 | Неон | 3,661 |
| Водород | 3,664 | Окись углерода | 3,667 |
| Воздух | 3,665 | Этан | 3,750 |
| Гелий | 3,66 |
