Обработка результатов измерений

4. Вычисляется тепловой поток, передаваемый в аппарате:

, (5)

;

где теплоемкости теплоносителей и ,определяются по средним температурам ; соответственно.

К;

кВт.

5. Определяется значение коэффициента теплопередачи:

, (6)

если холодный теплоноситель имеет меньший коэффициент теплоотдачи (холодный теплоноситель – воздух), или по формуле:

;

если горячий ТН имеет меньший коэффициент теплоотдачи. Здесь , . Если коэффициенты теплоотдачи соизмеримы (для теплообменника «вода-вода» или «воздух-воздух» поверхность теплоносителя определяется по среднему диаметру).

Подставляя численные значения, получаем:

= 0,336 к Вт/м²·К;

6. Определение полных теплоемкостей массовых расходов С_Г и С_Х:

, (7)

;

Подставляя численные значения, получаем:

=9,5568 кВт/К.

7. Подсчитывается коэффициент тепловой эффективности теплообменного аппарата в каждом из режимов как отношение действительно переданного потока к максимально возможному:

; (8)

Подставляя численные значения, получаем:

= 0,399.

8. Определяется число единиц переноса теплоты (безразмерный коэффициент теплопередачи):

; (9)

= 0,0029.

9. В соответствии с конкретным заданием, полученным от преподавателя, определяется изменение величин , K, η, N, G_Г, G_Х, , , а так же геометрических параметров аппарата d₁, d₂, d₃, l. Необходимо построить графики изменения величин , K, η, N в зависимости от изменяющихся в эксперименте величин и проанализировать полученные результаты.

Таблица 7 – Результаты обработки опытных данных

№	ТГ	ТХ	Т'Г	Т'Х	Т"Г	Т"Х	GГ	GX
К	К	К	К	К	К	кг/с	кг/с	К
	Горячий носитель-вода, холодный носитель-вода, направление-прямоток
	331,69	301,82	331,69	301,82	321,69	313,75	2,286	2,04	16,55
	362,33	301,78	362,33	301,78	341,53	325,56	2,286	2,04	33,44
	387,97	301,78	387,97	301,78	357,78	335,19	2,286	2,04	47,49

Таблица 7(продолжение)

№		QГ		QХ	К	СГ	СХ	η	N
кДж/ кг·С	кВт	кДж/ кг·С	кВт	кВт/м2·К	кДж/ кг·С	кДж/ кг·С	-	-
	Горячий носитель-вода, холодный носитель-вода, направление-прямоток
	4,18	95,568	4,179	101,69	0,336	9,5568	8,5255	0,399	0,0029
	4,194	199,36	4,178	202,75	0,669	9,5588	8,5245	0,392	0,0059
	4,216	290,95	4,179	284,82	0,935	9,6384	8,5251	0,387	0,0082
	Горячий носитель-вода, холодный носитель-вода, направление-противоток
	4,18	101,88	4,179	108,56	0,359	9,5563	8,5253	0,433	0,0031
	4,193	213,65	4,178	217,59	0,718	9,5861	8,5245	0,426	0,0063
	4,217	328,09	4,179	319,8	1,049	9,6416	8,5255	0,42	0,0092
	Горячий носитель-воздух, холодный носитель-воздух, направление-прямоток
	1,322	6,893	1,318	21,62	0,226	4,2395	11,9256	0,061	0,0014
	1,325	15,32	1,319	48,12	0,502	4,4369	12,4328	0,065	0,003
	1,328	24,62	1,319	77,78	0,811	4,6246	12,903	0,067	0,0047

4. ГРАФИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ

Рисунок 2. График изменения температурного напора в зависимости от температуры горячего теплоносителя на входе в теплообменный аппарат

Рисунок 3. График изменения коэффициента теплопередачи в зависимости от температуры горячего теплоносителя на входе

Рисунок 4. График изменения коэффициента тепловой эффективности теплообменного аппарата в зависимости от температуры горячего теплоносителя на входе

Рисунок 5. График изменения числа единиц переноса теплоты (безразмерный коэффициент теплопередачи) в зависимости от температуры горячего теплоносителя на входе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проделанной работы была выполнена графическая обработка полученных данных, по результатам которой были определенны следующие выводы

• В зависимости от варианта схемы подключения теплоносителей (противоток или прямоток) значение среднелогарифмического температурного напора (ΔT) немного больше при противотоке, нежели чем при прямотоке, следовательно, схема подключения при противотоке более эффективна. Также можно констатировать, что значение среднелогарифмического температурного напора значительно выше при соотношении теплоносителей - «воздух – воздух».

• Коэффициент теплопередачи (К) имеет большее значение также как и среднелогарифмический температурный напор при схеме подключения теплоносителей – противоток.

• В зависимости от способа подключения схемы теплоносителей значение коэффициента тепловой эффективности (η) больше при противотоке на незначительную величину. В зависимости от соотношения теплоносителей коэффициент тепловой эффективности намного выше при соотношении – «вода – воздух». Следовательно, тепловая эффективность гораздо выше при противоположном движении таких теплоносителей, как вода и воздух.

• Число единиц переноса теплоты (N) также выше при противотоке. Для значения числа единиц переноса теплоты более эффективным является соотношение теплоносителей – «вода – вода».

• Можно сделать обобщенный вывод по результатам лабораторной работы: схема подключения теплоносителей при противотоке – более эффективна, чем при прямотоке; самым эффективным соотношением теплоносителей, представленным в данной лабораторной работе, является соотношение – «вода – вода»

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Исаченко В.П. Теплопередача: 3-е издание, переработанное и дополненное/ В.П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел. – М.: изд-во «Энергия», 2007. -478с.

2. Цветков Ф. Ф. Тепломассобмен: учебное пособие для вузов. – 2-е издание, исправленное и дополненное/ Ф. Ф. Цветков, Б. А. Григорьев. – М.: издательство МЭИ, 2009. – 550 с.

3. Дрейцер Г.А. Исследование работы теплообменного аппарата при имитационном моделировании/ Г.АДрейцер, Б.Н. Юдаев, Г.Б. Петражицкий – Челябинск.: издательство ЮУрГУ, 2007. – 33 с.