Обработка опытных данных. 1. По количеству конденсата в приемной колбе и времени его сбора рассчитать удельную тепловую нагрузку (q) при различных тепловых режимах бани и при различных

1. По количеству конденсата в приемной колбе и времени его сбора рассчитать удельную тепловую нагрузку (q) при различных тепловых режимах бани и при различных оборотах ротора, (Вт/м²):

, (2.35)

где – количество конденсата, кг; – теплота парообразования жидкости, Дж/кг (табл. П1.11); – поверхность нагрева испарителя, м²; – время сбора конденсата, с.

Поверхность нагрева испарителя зависит от объема жидкости в испарительной колбе, т.е. . Эта зависимость представлена на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 – График зависимости

2. Рассчитать температурный напор при различных тепловых режимах бани, °С:

. (2.36)

3. Рассчитать коэффициенты теплопередачи при различных температурных напорах и различных оборотах ротора, Вт/(м²×К):

. (2.37)

4. При развитом пузырьковом кипении, когда удельная тепловая нагрузка , рассчитать коэффициенты теплоотдачи при кипении при различных температурных напорах и оборотах ротора по уравнению, Вт/(м²×К),

, (2.38)

или

, (2.39)

где – коэффициент кинематической вязкости (рис. П1.1, табл. П1.6), м²/с; – поверхностное натяжение (табл. П1.7, рис. П1.2), Н/м; – температура кипения (табл. П1.12), К; – удельная тепловая нагрузка, Вт/м²; – коэффициент теплопроводности (рис. П1.6), Вт/(м×К); – безразмерный коэффициент, зависящий только от отношения плотностей жидкости и пара:

, (2.40)

где , – плотности жидкости и пара соответственно, кг/м³, может быть также определен по рис. 2.10.

Рисунок 2.10 – График зависимости

Плотность пара определяется по уравнению Менделеева-Клапейрона

, (2.41)

где – молекулярная масса пара, кг/м³; – давление пара принять равным атмосферному, Па; =8314 Дж/(кмоль·К) – универсальная газовая постоянная.

5. По уравнению

, (2.42)

где – теплота парообразования, Дж/кг, рассчитать критическую тепловую нагрузку, Вт/м².

6. Рассчитать тепловую нагрузку конденсатора (Вт) по уравнению

. (2.43)

Результаты расчетов внести в таблицы 2.8 и 2.9.

7. Представить графические зависимости:

; ; ; .

Таблица 2.8 – Результаты расчета при

№ п/п	Число оборотов ротора
Температурный напор , °С	Удельная тепловая нагрузка , Вт/м²	Коэффициент теплопередачи , Вт/(м²×К)	Коэффициент теплоотдачи при кипении , Вт/(м²×К)

Таблица 2.9 – Результаты расчета при .

№ п/п	Температурный напор
Удельная тепловая нагрузка , Вт/м²	Коэффициент теплопередачи , Вт/(м²×К)	Коэффициент теплоотдачи при кипении , Вт/(м²×К)

Вопросы для самоконтроля

1. Общие сведения о тепловых процессах.

2. Тепловые балансы испарительной колбы и конденсатора.

3. Уравнения теплоотдачи и теплопередачи. Движущая сила этих процессов.

4. Конвективный теплообмен. Влияние различных факторов на интенсивность теплообмена.

5. Теплообмен при кипении жидкостей. Режимы кипения. Кризис теплообмена при кипении.

6. Описание экспериментальной установки. Методика выполнения работы.

7. Устройство и принцип работы промышленного роторного испарителя.