Обработка опытных данных. 1. Из теплового баланса теплообменника уравнение (2.1) определить тепловую нагрузку , потери в окружающую среду

1. Из теплового баланса теплообменника уравнение (2.1) определить тепловую нагрузку , потери в окружающую среду .

2. Рассчитать коэффициент теплопередачи из уравнения (2.2). При расчете среднего температурного напора нужно учесть, что движение теплоносителей прямоточное.

Воспользоваться уравнением (2.3) или (2.4) в зависимости от величины отношения .

3. Определить коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке. Для этого рассчитать скорость и режим движения теплоносителя (горячей воды). Теплофизические свойства воды см. в приложении.

Таблица 2.2 – Экспериментальные и расчетные параметры

№ п/п	Наименование и размерность величины	Опыт
1.	Расход охлаждающей воды, м³/с
2.	Начальная температура охлаждающей воды, °C
3.	Конечная температура охлаждающей воды, °C
4.	Начальная температура горячей воды, °C
5.	Конечная температура горячей воды, °C
6.	Тепловая нагрузка Q, Вт
7.	Объемный расход горячей воды , м3/с,
8.	Экспериментальный коэффициент теплопередачи (по уравнению (2.2), Вт/(м²×К)
9.	Средний температурный напор , К
10.	Скорость горячей воды , м/с
11.	Re1 горячей воды
12.	горячей воды
13.	горячей воды
14.	Коэффициент теплопередачи , Вт/(м2×К)
15.	Скорость холодной воды , м/с
16.	Re2 холодной воды
17.	холодной воды
18.	холодной воды
19.	Коэффициент теплоотдачи , Вт/(м2×К)
20.	Расчетные значения коэффициента теплопередачи (по уравнению (2.5)). Вт/(м²×К)
21.	Тепловые потери Q пот, Вт

3.1. Скорость горячей воды w вычислить из основного уравнения расхода

,

где – объемный расход горячей воды, м³/с, – площадь сечения внутренней трубы, м².

3.2. Значение критерия Re определить при средней температуре потока.

3.3. По значению Re выбрать уравнение (2.9), (2.10) или (2.11) и определить числовое значение Нуссельта.

3.4 Коэффициент теплоотдачи найти из соотношения (2.12).

4. Определить коэффициент теплоотдачи от горячей стенки к холодному теплоносителю a₂. Порядок определения тот же, что и для a₁, только нужно учесть, что холодная вода течет по кольцевому пространству, поэтому при расчете скорости и Re нужно брать эквивалентный диаметр кольца по уравнению (2.8).

5. Рассчитать коэффициент теплопередачи при заданных расходах воды из уравнения (2.5), полагая, что загрязнений нет, а Вт/(м×К). Сравнить полученное значение коэффициента с рассчитанными по уравнению (2.2).

6. Определить влияние скорости движения теплоносителя (холодной воды) на интенсивность теплопередачи. Построить графическую зависимость , .

Данные расчета свести в табл. 2.2.

Вопросы для самоконтроля

1. Основные способы переноса теплоты.

2. Что такое конвективный теплообмен и теплопередача?

3. Теплообменные аппараты. Классификация. Рекуперативные теплообменники.

4. Теплопроводность. Закон Фурье.

5. Коэффициенты теплоотдачи и теплопередачи. Закон Ньютона–Рихмана.

6. Уравнение теплопередачи. Движущая сила тепловых процессов.

7. Средний температурный напор.

8. Тепловой баланс теплообменника.

9. Основные критерии теплового подобия.

10. Критериальные уравнения для расчета коэффициента теплоотдачи.

11. Теплоотдача при ламинарном и турбулентном режимах движения теплоносителя.

12. Как влияют на теплоотдачу физические свойства теплоносителя?

13. Сравнительная характеристика различных типов теплообменников.