Обработка экспериментальных данных

1. По уравнению теплового баланса рассчитать расход горячего теплоносителя :

. (2.20)

2. Определить среднюю температуру пластины в виде

(2.21)

3. Определить среднее значение коэффициента теплоотдачи по уравнению Ньютона, пользуясь данными прил. П5:

(2.22)

4. Рассчитать критерии Рейнольдса по горячей и холодной воде (прил. П5), где

(2.23)

5. Определить значение критерия Нуссельта:

. (2.24)

6. Построить в логарифмической системе координат зависимость .

Рисунок 2.6 – Характер зависимости безразмерного
коэффициента теплоотдачи от режима движения жидкости

7. Получить коэффициенты критериального уравнения:

. (2.25)

Для процессов вынужденного конвективного теплообмена зависимость между числами подобия представляется обычно в виде степенной функции:

, (2.26)

где являются постоянными безразмерными числами.

Зависимости такого вида строят для изменения аргумента, лежащего в пределах изменения опытных параметров, определяющих этот аргумент.

Многочисленными опытными данными было установлено, что в зависимости от вида выражения (2.26) число Прандтля входит с показателем степени 0,33. Учитывая, что исследование влияния теплофизических характеристик не входит в задачу настоящей лабораторной работы, примем

. (2.27)

Перепишем уравнение (2.15) в виде

и прологарифмируем его:

.

Если ввести обозначения: , , , то можно записать:

. (2.28)

Выражение (2.28) является уравнением прямой.

Показатель степени представляет собой тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс. Следовательно, значение и может быть определено с помощью графического представления опытных данных в координатах (рис. 2.7):

. (2.29)

Показатель степени определяется из уравнения

. (2.30)

Постоянная определяется из уравнения, которому удовлетворяет любая точка прямой:

. (2.31)

Проверкой применимости степени зависимости является тот факт, что в логарифмических координатах все точки ложатся на прямую. Если же опытные точки располагаются по кривой, то эту кривую заменяют ломаной. Для отдельных участков такой кривой значения различны.

Рисунок 2.7. – К определению показателя степени

Аналогичным образом поступают при построении зависимости коэффициента гидравлического сопротивления, структура уравнения для которого имеет вид

(2.32)

Отличие будет заключаться в том, что после логарифмирования получим

, (2.33)

т.е. убывающая линейная функция представлена на рис. 4 штрихпунктирной линией. Константа определяется из уравнения

. (2.34)

8. Сравнить интенсивность теплоотдачи в теплообменниках. Сделать вывод.

Вопросы для самоконтроля

1. Способы переноса теплоты.

2. Теплоотдача и теплопередача.

3. Теплообменные аппараты, их назначение и классификация.

4. Конструкция ПТА, форма пластин и её влияние на интенсивность теплоотдачи.

5. Уравнения теплового баланса и теплопередачи.

6. Критерии подобия при конвективном теплообмене, критериальные уравнения.

7. Гидродинамика потока в каналах ПТА.

8. Устройство и области применения ПТА.