Обработка результатов. 1. Определяется температура перед диафрагмами Тг и Тх; на входе в аппарат Тг1 и Тх², на выходе Тг² и Тх² по таблицам ЭДС термопар

1. Определяется температура перед диафрагмами Т_г и Т_х; на входе в аппарат Т_г¹ и Т_х^², на выходе Т_г^² и Т_х^² по таблицам ЭДС термопар «хромель-копель» или по приближенной зависимости

Т = 273,15 + Е/0,0695, (46)

Где Е – ЭДС соответствующей термопары в мВ, [T] = 1 К.

2. Определяются расходы горячего и холодного теплоносителей.

При использовании в качестве теплоносителя воды ее расход определяется для горячей и холодной сторон по формулам

где перепады давлений DR_г и DR_х выражены в кгс/м², [G] = 1 кг/с.

При использовании в качестве теплоносителей воздуха его расходы соответственно будут

где перепады давлений DR_г и DR_х выражены в кгс/м²; r_г – плотность воздуха перед диафрагмой [r] = 1 кг/м³; Р_г,Р_х – давление воздуха перед диафрагмами а кгс/м²; Т_г,Т_х – температуры воздуха перед диафрагмами в К; R – газовая постоянная для воздуха (R =29,3 кгм/(кг К)).

3. По формулам (19), (23),(24) определяются среднелогарифмические температурные напоры.

4. Вычисляется тепловой поток, передаваемый в аппарате

где теплоемкости теплоносителей определяются по средним температурам

соответственно.

5. Определяется значение коэффициента теплопередачи

если холодный теплоноситель имеет меньший коэффициент теплоотдачи (холодный теплоноситель – воздух), или по формуле

если горячий теплоноситель имеет меньший коэффициент теплоотдачи. Здесь Если коэффициенты теплоотдачи соизмеримы (для теплообменника «вода-вода» или «воздух-воздух» поверхность теплообмена определяется по среднему диаметру.

6. По формулам (5) определяются полные теплоемкости массовых расходов теплоносителей С_г и С_х.

7. Подсчитывается коэффициент тепловой эффективности теплообменного аппарата в каждом из режимов как отношение действительно переданного теплового потока к максимально возможному

8. Определяется число единиц переноса теплоты (безразмерный коэффициент теплопередачи)

9. В соответствии с конкретным заданием, полученным от преподавателя, определяется изменение величин , К, h, N в зависимости от вида теплоносителя, схемы течения, величин G_r, G_x, T_r^¢, T_x^¢ , а также геометрических параметров аппарата d₁, d₂, d₃, l. Необходимо построить графики изменения величин , К. h, N в зависимости от изменяющихся в эксперименте величин и проанализировать полученные результаты.

10. Если в теплообменнике один из коэффициентов теплоотдачи значительно меньше другого (например, в теплообменнике «вода – воздух» коэффициент теплоотдачи по воздуху значительно меньше, чем коэффициент теплоотдачи по воде), то, используя метод теплообменника, можно его определить, считая известными и значения коэффициентов теплоотдачи по другой стороне. Если, например, в рассматриваемом аппарате типа «труба в трубе» горячим теплоносителем является вода, а холодным – воздух, то коэффициент теплоотдачи по воздуху

где К₁ определяется по формуле (16), коэффициент теплоотдачи по воде a_г согласно (Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). -М.: Энергоиздат, 1984) из соотношения

где ; m_к, l_к, Pr_r определяются по средней температуре горячей воды ; Pr_c определяется по температуре стенки Т_с В первом приближении принять . Коэффициент теплопроводности материала стенки принять l_с =20 Вт/(мК).

Если в аппарате горячим теплоносителем является воздух, а холодным – вода, то коэффициент теплоотдачи по горячей стороне a_г может быть определен с использованием формулы (15), где коэффициент теплоотдачи по воде a_х (согласно Дрейцер Г.А. Конвективный теплообмен в каналах: Учебное пособие.-М.: МАИ, 1984.-77с.) определяется по формуле

где d_э = d₃ - d₂ – эквивалентный диаметр для кольцевого канала, ; m_ч, l_х, Pr_x определяются по средней температуре холодной воды Pr_c определяется по температуре стенки Т_с. В первом приближении принять .

11. Результаты обработки опытных данных сводятся в табл.2.

Таблица 2 – Результаты обработки опытных данных

№ ре- жима

Тг

Тх

Тг¢

Тх¢

Тг²

Тх²

Gr

Gx

Qx

Qr

К

К

К

К

К

К

кг/с

кг/с

К

Вт

Вт

.

.

.

№ режи- ма

К

Сг

Сх

h

N

Ке

hг

lг

Prr

Rer

hх

lх

Prx

Rex

-

-

-

-

.

.

.

№ режима	Prc	Nur	ar	ax	mx	lx	Nux	Rex	Nuxp
	-	-
.
.
.

Верхняя строка в табл.2 соответствует определению a_х методом теплообменника, нижняя - определению a_г.

12. Для варианта определения a_х строится зависимость Nu_x от Re_x и проводится сопоставление полученных величин с расчетной зависимостью для кольцевых каналов с обогреваемой внутренней трубкой:

Для варианта определения a_г строится зависимость Nu_r от Re_r и проводится сопоставление полученных величин с расчетной зависимостью для трубы:

Nu_гр = 0,0202Re_г^0,8. (61)

13. При исследовании работы теплообменного аппарата, в котором применена интенсификация теплообмена, необходимо сопоставить полученные в п.9 зависимости с аналогичными зависимостями для теплообменника без интенсификации теплообмена при одинаковых значениях задаваемых параметров G_r, G_x, T_r¹, T_x¹, d₁, d₂, d₃, l.

14. При определении коэффициентов теплоотдачи по горячей стороне в аппарате с интенсификацией сопоставить полученные значения Nu_r с расчетной зависимостью для теплоотдачи гладкой трубы Nu_{r гл} (61) и определить отношение Nu_r/Nu_{r гл} в зависимости от Re_r и безразмерных геометрических параметров d₁¹/d₁ и t/ d₁ . Построить соответствующие графики и сопоставить полученные результаты с эталонными значениями, приведенными в приложении 2.

При Re= cоnst и t/d₁ = cоnst построить зависимость Nu_r / Nu_rгл от d₁¹/d₁. Используя данные приложения 2, на том же графике нанести зависимость отношения коэффициентов гидравлического сопротивления x/x_гл. Определить области значений параметров, где Nu/Nu_гл >x/x_гл и Nu / Nu_гл< x /x_гл

15. При определении коэффициента теплоотдачи по холодной стороне в аппарате с интенсификацией теплообмена сопоставить полученные значения Nu_x c расчетной зависимостью Nu_{x гл} для теплоотдачи кольцевого канала с гладкими стенками (60) и определить отношение Nu_x / Nu_xгл в зависимости от Re_х и безразмерных геометрических параметров и Построить соответствующие графики и сопоставить полученные результаты с эталонной зависимостью (45).