Порядок проведення експерименту

Після ознайомлення з пристроєм лабораторної установки, необхідно заготовити таблицю 1 (см.табл.П2) для запису вимірюваних величин і перевірити правильність включення вимірювальних приладів.

Відкрити водорозбірний кран 6 і встановити необхідну витрату холодної води. Контроль значення витрати здійснювати по ротаметру 3. Потім відкрити водорозбірний кран 5 і встановити витрату гарячої води

Показання приладів записуються в таблицю 1 після встановлення стаціонарного теплового режиму в теплообміні. Щоб виявити настання стаціонарного теплового полягання в теплообміннику необхідно проводити декілька спостережень свідчень ЕРС термопар через інтервали часу приблизно 2-5 хвилин. Тепловий режим вважається сталим, якщо значення ЕРС відповідних термопар в двох останніх спостереженнях не відрізняється між собою.

Одиничний досвід, слід вважати закінченим після того, як проведено не менш 3-х записів показань всіх приладів через 2-5 хв. при сталому тепловому стані.

Після завершення одного досвіду за допомогою кранів 2 і 3 встановлюються інші витрати води і повторюються вищеописані дії другого досвіду. Всього при прямотоці необхідно виконати 3-4 одиничних досвіду, таких, що мають різні відношення водяних еквівалентів W1/W2 (приблизно у межах від 0,5 до 2,0).

Аналогічно проводиться експеримент і при протитечії. Витрати води і відношення водяних еквівалентів W1/W2 при протитечії і прямотоці повинні бути однаковими.

Включення і виключення установки, а також зміни режимів її роботи винні проводиться під спостереженням викладача або лаборанта.

5. Обробка результатів вимірюванні

Як експериментальні дані, отриманих шляхом вимірювань приймаються лише дані, відповідно сталому режиму (тепловому і гідродинамічному) для кожного досвіду. Зазвичай беруть середні значення показань приладів з останніх трьох спостережень, записані але кожному досвіду окремо.

Коефіцієнт теплопередачі теплообмінника обчислюється але формулі (1). Кількість теплоти в одиницю часу, передане гарячою водою і сприйняте холодною водою, визначається з наступного рівняння, теплового балансу.

Порядок проведення експерименту - student2.ru кВт (2)

де V1і V2 - об'ємні витрати відповідно гарячіше і, холодної води, m/c; ρ1і ρ 2 - щільність відповідно гарячіше і холодно води при температурах, відповідних температурам вимірювання витрат, кг/м3 ; СР1 і Ср2 - питомі теплоємності гарячої і холодної води, відповідні середнім температурам, кДж/(кг•К), Порядок проведення експерименту - student2.ru і Порядок проведення експерименту - student2.ru - температури гарячої води на вході і виході з теплообмінника. °С ; Порядок проведення експерименту - student2.ru і Порядок проведення експерименту - student2.ru - температура холодної води на вході і виході з теплообмінника, °С ; ΔQ - кількість теплоти в одиницю часу, що втрачається теплообмінником в навколишнє середовище, кВт.

За наявності ефективної теплоізоляції теплообмінника можна з допустимою погрішністю прийняти ΔQ =0.

Значення щільності ρ1і ρ 2 беруться з довідкових таблиць (табл.П1) по значеннях температур відповідно на вході холодної ( Порядок проведення експерименту - student2.ru ) і на виході гарячіше ( Порядок проведення експерименту - student2.ru ) води у теплообмінник.

Значення питомих ізобарних теплоємкостей води Ср1 і Ср2 , беруться також з довідкових таблиць (табл. П1) по середніх значеннях температур відповідно гарячіше і холодної води.

Середні температури гарячої і холодної води визначаються по формулах:

Порядок проведення експерименту - student2.ru Порядок проведення експерименту - student2.ru (3)

Середнє логарифмічне значення температурного натиску між гарячіше і холодною водою обчислюється за формулою

Порядок проведення експерименту - student2.ru (4)

де Порядок проведення експерименту - student2.ru - найбільший температурний натиск °С; Δtmin - найменший температурний натиск,°С.

При визначенні величин Порядок проведення експерименту - student2.ru і Порядок проведення експерименту - student2.ru заздалегідь обчислюють значення температурних натисків на вході і на виході з теплообмінника по формулах відповідно:

при прямотоці Порядок проведення експерименту - student2.ru ; Порядок проведення експерименту - student2.ru (5)

і при протитечії Порядок проведення експерименту - student2.ru ; Порядок проведення експерименту - student2.ru (6)

Як розрахункова поверхня теплообмінник приймається поверхня, обчислена по середньому діаметру внутрішньої трубки теплообмінника

Порядок проведення експерименту - student2.ru , м2 (7)

де Порядок проведення експерименту - student2.ru - середній діаметр внутрішньої трубки теплообмінника, м; l- робоча довжина теплообмінника, м :

Порядок проведення експерименту - student2.ru

Обчислені за формулами (1) - (6) значення величин необхідно записати в табл. 2, форма якої приведена в додатку (см.табл.П3). Па підставі даних табл. 2 побудувати в зручному масштабі на міліметрівці графіки залежності коефіцієнта теплопередачі К від температурного натиску Δt, від схеми руху і від відношення водяних еквівалентів W1\W2

Проаналізувати дані отриманих таблиць і графіків і зробити узагальнюючі висновки по роботі.

6. Звіт по роботі

Звіт по проведеній роботі повинен містити:

1. Мета і завдання роботи.

2. Принципову схему лабораторної установки і короткий опис її пристрою і дії.

3. Таблиці записів показань приладів і результатів обчислень.

4. Обробку результатів експерименту з викладом формул в буквеному і числовому вигляді, а також з побудовою графіків залежності коефіцієнта теплопередачі від досліджених чинників.

5. Порівняння коефіцієнтів теплопередачі, отриманих для різних умові роботи теплообмінного апарату.

6. Узагальнюючі висновки за наслідками експериментальних досліджень.

7. Контрольні питання для самостійному підготовки і самоперевірки

1. Які апарати називають теплообмінними? Їх класифікація? Привести приклади.

2. Що таке водяний еквівалент 7

3. Як змінюються температури теплоносіїв при різних схемах руху і відносинах водяних еквівалентів?

4. Що називають температурним натиском в теплообміннику 7 Методи визначення середнього температурного натиску ?

5. Що називають коефіцієнтом теплопередачі теплообмінника? Його Фізичний сенс і розмірність? Від яких чинників залежить значення коефіцієнта теплопередачі?

6. Види теплового розрахунку теплообмінного апарату ?

7. За рахунок яких заходів забезпечується зростання ефективності використання теплообмінних апаратів?

Лабораторна робота №7

Підготувати метод визначення теплопровідності твердого тіла

Додаток

Таблиця Д1.

t °С
з, кг/м3 999,7 998,2 995,7 992,2 988,1 983,1 971,8
Порядок проведення експерименту - student2.ru кДж/(кг • К) 4,191 4,183 4,174 4,174 4,174 4,179 4,195 4,22

Фізичні властивості води при тиску Р = 101,3кПа

Таблиця Д2.

Результати вимірювання величин при виконанні лабораторної роботи

Схема руху теплоносіїв №№ дослідів №№ спостереження в досвіді   Гаряча вода
Свідчення ротаметра Н1, мм Витрати V1, м3 ЕРС, мВ Температури °С
На вході Порядок проведення експерименту - student2.ru на виході Порядок проведення експерименту - student2.ru На вході Порядок проведення експерименту - student2.ru на виході

Таблиця П 2. (продовження)

Холодна вода
Свідчення ротаметра Н2, мм Витрати V2, м3 ЕРС, мВ Температури °С
на вході Порядок проведення експерименту - student2.ru на виході Порядок проведення експерименту - student2.ru на вході Порядок проведення експерименту - student2.ru на виході Порядок проведення експерименту - student2.ru

Таблиця П3.

Результати розрахунків величин при виконанні лабораторної роботи

Схема теплоносіїв №№ дослідів Гаряча вода Q1, кВт  
щільність, Порядок проведення експерименту - student2.ru , кг/м3     середня температура t1cp,°С   питома теплоємність Cp1 Порядок проведення експерименту - student2.ru водяний еквівалент W1, Порядок проведення експерименту - student2.ru

Таблиця П3. (продовження)

Холодна вода Q2 кВт
щільність, кг/м3 середня температура t2cp,°C питома теплоємність Сp2, кДж/(кг·К) водяний эквивалент W2 кДж/(С·К)    
ю І

Таблиця ПЗ. (продовження)

Порядок проведення експерименту - student2.ru     W1 W2 Δt', °С Δt'', °С Δt, °С к, Вт/ (м2·К)

Список використаної літератури

1. В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Суколин.

Теплопередача, 4е издание М. Энерия, 1981 – 416 с.

2. К. А. Михеев, И. Н. Михеева. Основы теплопередачи. М. Энерия 1977 – 344 с.

3. В. А.Осипова. Эксперементалые исследования процессов теплообмена. М. Энерия 1979 – 320 с.

4. В. В. Нащокин. Техническая термодинамика и теплопередача. М. В.Школа 1980. – 469с.

5. В. Й. Лабай. Тепломасообмін. Львів. «Тріада» 2004 – 258 с.

Зміст

Вступ……………………………………………………….……….3

Лабораторна робота №1

Порівняльний метод визначення теплопровідності…………..4

Лабораторна робота №2

Визначення коефіцієнта теплопровідності твердого матеріалу при стаціонарному теплообміні………………………………7

Лабораторна робота № 3

Визначення коефіцієнтів температуропровідності і теплопровідності твердих матеріалів при нестаціонарному теплообміні………………………………………………………14

Лабораторна робота № 4

Визначення коефіцієнта тепловіддачі в умовах

природній конвекції…………………………………………………………...25

Лабораторна робота № 5

Визначення коефіцієнта випромінювання твердого тіла

калориметричним методом………………….………………………………………...34

Лабораторна робота № 6

Дослідження роботи рекуперативного водоводяного

теплообмінного апарату…………………………………………41

Лабораторна робота №7

Підготувати метод визначення теплопровідності твердого тіла…………………………………………………………………48

Наши рекомендации