Методика обработки результатов измерения

 

Для каждого режима сначала составляется уравнение теплового баланса теплообменника.

Находится полученное нагреваемым воздухом количество теплоты в единицу времени

 

,

 

где V2 – объемный расход воздуха, определяемый по тарировочному графику; Т2', T2" – температура нагреваемого воздуха на входе и выходе из теплообменника; ρ2 – плотность воздуха; сР2 – удельная изобарная теплоемкость воздуха.

Определяется количество теплоты, отданной горячей водой за единицу времени

 

,

 

где V1 – объемный расход горячей воды; T'1, T''1 – температуры воды на входе и выходе из теплообменника; c1 – удельная теплоемкость воды; ρ1 – плотность воды.

Затем рассчитывается коэффициент потерь

.

 

Далее определяется коэффициент совершенства

.

Затем в теплообменнике для всех изученных режимов определяется опытный коэффициент теплопередачи

 

,

где S = 0,087 м2 – поверхность теплообмена аппарата; ∆T – средняя логарифмическая разность температур теплоносителей:

.

Далее для каждого из изученных режимов рассчитывается теоретическийкоэффициент теплопередачи:

,

где δ= 0,001 м – толщина стенки внутренней трубы;
λ = 398 Вт/мК – коэффициент теплопроводности материала стенки трубы (медь); α1 – коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя (воды) к поверхности теплообмена (внутренней поверхности трубы меньшего диаметра); α2 – коэффициент теплоотдачи от поверхности теплообмена (внешней поверхности внутренней трубы) к нагреваемому теплоносителю (воздуху).

Коэффициенты теплоотдачи α1 и α2 определяются по теоретическим зависимостям, соответствующим режимам течения воды или воздуха в трубах. В выражения для расчета критериев подобия в качестве определяющего линейного размера подставляется эквивалентный диаметр, который для внутренней трубы равен ее внутреннему диаметру, а для кольцевого зазора - разности между внутренним диаметром наружной трубы d2 и наружным диаметром внутренней
трубы d1.

Физические константы, входящие в расчетные критериальные уравнения, берутся из таблиц физических параметров при среднеарифметической температуре теплоносителя (см. прил.).

Для нагреваемого воздуха сечение потока имеет форму кольцевого зазора, поэтому значение α2, вычисленное по уравнениям, следует умножить на поправку (d2/d1)0.18

Полученные из опыта значения коэффициента теплопередачи сравнивают с теоретическими, значения коэффициентов тепловых потерь и совершенства – с литературными данными. Проводится анализ полученных результатов.