Изучение процесса теплопередачи в кожухотрубчатом теплообменнике
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
Лабораторная работа № 2
Изучение процесса теплопередачи в кожухотрубчатом теплообменнике
Цели работы
1.Приобретение навыков экспериментального исследования тепловых процессов;
2.Овладение методами расчёта коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи;
.Определение опытного значения коэффициента теплопередачи и сопоставление его значения с расчётным
Исходные данные
Параметры кожухотрубчатого теплообменника
Внутренний диаметр кожуха, D, м 0,200
Внутренний диаметр труб, м0,010
Наружный диаметр труб, м0,014
Число ходов1
Общее число труб, шт.61
Длина труб, L, м0,500
Коэффициент теплопроводности материала стенки, 17,5
Поверхность теплопередачи, м21,15
Теплоемкость воды, 4190
Толщина загрязнения, м0,002
Экспериментальные данные
Таблица 1 - Экспериментальные данные
ГорячаяХолоднаяНа входеНа выходеНа входеНа выходеТемпература (t), C82,169,96,821,0Уровень поплавка в ротаметре7070теплопередача кожухотрубчатый теплообменник
Исходные формулы и расчёты
1.Массовый расход теплоносителей,
Для горячего теплоносителя:
Вход
Выход
Среднее значение: 0,360
Для холодного теплоносителя:
Вход
Выход
Среднее значение: 0,367
2.Площади живых сечений, м2
3.Определяющие размеры (эквивалентные диаметры) межтрубного пространства, ?, м
трубного пространства, м
4.Тепловой баланс теплообменника
(Вт)
(Вт)
(Вт)
5.Расчёт средней движущей силы
6.Опытное значение коэффициента теплопередачи,
Вычисление расчётного значения коэффициента теплопередачи
1.Задаёмся температурой стенки горячего теплоносителя:
2.Вычисляем определяющую температуру горячего теплоносителя:
3.Физические свойства теплоносителя:
Находим из таблицы при температуре .
4.Вычисляем объёмный расход теплоносителя и среднюю скорость в трубном и межтрубном пространстве теплообменника:
5.Вычисляем значения критериев подобия Re и Pr
6.Вычисляем выражение:
Определяем по графику значение критерия Нуссельта:
7.Вычисляем среднее значение коэффициента теплоотдачи:
8.Вычисляем величину удельного потока от горячего теплоносителя к стенке:
9.Вычисляем величину, обратную коэффициенту теплопередачи:
10.Вычисляем температуру стенки холодного теплоносителя:
C
11.Выполняем пункты 2, 3, 4, 5, 6, 7 для холодного теплоносителя;
12.Вычисляем величину удельного потока от стенки к холодному теплоносителю:
13.Задаёмся новым значением температуры стенки со стороны горячего тепло-носителя и повторяем расчёты;
14.На основании проведённых расчётов строим зависимости
и
По графику определяем: и
15.Вычисляем расчётное значение коэффициента теплопередачи: