Лабораторная работа №2. Изучение процесса теплопередачи

Изучение процесса теплопередачи

Цель работы: Исследование процесса теплопереноса в рекуперативном теплообменнике типа "труба в трубе"; проверка зависимости интенсивности процесса от скорости течения холодного теплоносителя.

Основные понятия

Теплопередачей называется перенос теплоты от горячего теплоносителя к холодному. Через разделяющую поверхность. Движущей силой процесса является разность температур горячего и холодного теплоносителей. Эта разность по данным аппарата непрерывно меняется, поэтому используют величину средней разности температур, рассчитываемую с учетом взаимного направления теплоносителей.

Количество теплоты, передаваемое при установившемся режиме, определяют из основного уравнения теплопередачи

где

Q- тепловой поток, Вт;

K - коэффициент теплопередачи, Вт/(м К);

Δt_ср - средний температурный напор, К;

S_Т - поверхность теплообмена, м².

Теплопередача - сложный процесс, включающий теплоотдачу от горячего теплоносителя стенке, теплопроводность внутри стенки и теплоотдачу от станки холодному теплоносителю. По правилу аддитивности:

где – коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя стенке, Вт/();

– толщина стенки, м;

– коэффициент теплопроводности стенки, Вт/();

– сумма термических сопротивлений загрязнения (накипь, ржавчина и т. д.), ()/Вт;

– коэффициент теплоотдачи от стенки холодному теплоносителю, Вт/().

Коэффициент теплопередачи всегда меньше наименьшего из а, поэтому одним из способов интенсификации процесса является увеличение коэффициента теплоотдачи холодного теплоносителя, что достигается повышением скорости течения последнего. Для

турбулентного режима .

Описание лабораторной установки

На (рис.2.1) представлена лабораторная установка. Схема установки состоит из теплообменного аппарата 1, термостата 2, регулировочного вентиля 3, ротаметра 4.

Рис. 2.1. Лабораторная установка для изучения процесса теплопередачи.

Теплообменник типа «труба в трубе» представляет собой аппарату в котором по внутренней трубе диаметром 16 х 2 мм протекает горячий теплоноситель (вода). Поверх внутренней трубы коаксиально расположены наружные трубы – рубашки диаметром 32 х 3 мм. Полезная поверхность теплообмена составляет = 0,1 м². Холодный теплоноситель перемещается в межтрубном пространстве. Его расход регулируется вентилем 3 и регистрируется ротаметром 4. Отработанная вода поступает в слив 5.

Термостат 2 служит для нагревания воды до заданной температуры и перемещения ее в аппарате.

> – температура горячего теплоносителя на входе в аппарат, °С;

– температура горячего теплоносителя на выходе из аппарата, °С;

–температура холодного теплоносителя на входе в аппарат, °С;

–температура холодного теплоносителя на выходе из аппарата,°С. Схема подачи теплоносителей – противоток.