![]() Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Лабораторная работа №8Стр 1 из 2Следующая ⇒
ИЗУЧЕНИЕ РАБОТЫ ТЕПЛООБМЕННИКА ТИПА «ТРУБА В ТРУБЕ»
Данный тип теплообменных аппаратов является наиболее простым из используемых в химической и пищевой промышленностях. Он состоит из внутренней трубы 1 (смотрите рисунок 3), по которой подается теплоноситель или теплоноситель, склонный к образованию отложений на теплопередающей поверхности и наружной трубе 2. В кольцевое пространство между трубами 1 и 2 по патрубку 3 подается горячий теплоноситель и отводится из межтрубного пространства по патрубку 4. Благодаря небольшому поперечному сечению потоков теплоносителей в теплообменниках типа «труба в трубе» достигаются относительно высокие коэффициенты теплоотдачи. Вместе с тем: громоздкость, высокая стоимость ввиду большого расхода металла на наружные трубы, не участвующие в теплообмене; трудность очистки межтрубного пространства – являются сдерживающими факторами на пути широкого использования этих теплообменных аппаратов в промышленности. Целью нашей лабораторной работы является: 1. Определение потерь тепла в окружающую среду; 2. Расчет толщины слоя теплоизоляции для снижения тепловых потерь до нормируемого уровня; 3. Определение общего коэффициента теплопередачи. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ В теплообменный аппарат ТА, рисунок 3, холодная вода подается во внутреннюю трубу 1. Ее расход регулируется вентилем ВР2, а расход контролируемый по показаниям расходомера РМ типа УВК – 20. Кроме этого, на линии холодного теплоносителя установлены термометры Т1 и Т2, контролирующие температуру воды на входе и выходе из теплообменника. В качестве горячего теплоносителя используется сухой насыщенный водяной пар, который генерируется в электрическом парогенераторе ПГ. Температуру греющего пара определяем по его давлению, измеряемому манометром Р, а температуру конденсата, покидающего теплообменник ТА минуя систему отвода конденсата (ВЗ1 – 3 и КО), измеряем термометром Т3. Регулирование расхода греющего пара осуществляется вентилем ВР1, а измерение выполняется по объему конденсата, собранному за контрольный промежуток времени τ в мернике конденсата МК.
1 – внутренняя труба (ø 36× 1, 5); 2 – наружная труба (ø 56× 1, 5); 3, 4 – патрубки подачи и отвода горячего теплоносителя; ТА – теплообменный аппарат типа «труба в трубе»; ВР1 и ВР2 – вентили регулирующие; ВЗ1 и ВЗ4 – вентили запорные; КО – конденсатоотводчик; МК – мерник конденсата; ПГ – парогенератор; РМ – расходомер УВК – 20; точки замера: Т1 – 3 температуры, Р – давления, М – расхода, У – уровня.
Рисунок 1 – схема экспериментальной установки
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА Для достижения поставленных в работе целей следует провести три испытания, варьируя с разными расходами холодной воды. Перед началом эксперимента установку готовят к испытаниям: включают парогенератор ПГ, по достижении паром в паропроводе избыточного давления 0, 2 атм (контролируется по показаниям манометра Р) открывается вентиль ВР1, и начинается прогрев аппарата ТА. По мере прогрева аппарата (становится теплой наружная труба) открывают линию сброса конденсата (ВЗ1 и ВЗ2) и следят за появлением конденсата в мерном стекле мерника конденсата МК. С момента появления конденсата в мернике открывают вентиль ВР2 и следят за показаниями термометров Т1 и Т2. Когда их показания стабилизируются, приступают к проведению эксперимента.
Для этого необходимо: 1. Снять показания расходомера М0 и уровнемера У0 в начальный момент времени, т.е. при τ =0; 2. Снять показания М2 и У2 при τ =20 мин; 3. Записать показания термометров Т1 и Т2, установленных на линии холодного теплоносителя; 4. Записать показания манометра Р и термометра Т3 на линии горячего теплоносителя; После проведения первого испытания приступают к повторному, установив с помощью вентиля ВР2 новый расход воды. Данные, полученные в ходе его выполнения, заносят в протокол испытаний. Установку отключают в следующем порядке: 1. Отключают парогенератор ПГ. После снижения давления в паровой линии до 0 атм; 2. Открывают вентиль В; 3. Закрывают вентиль ВР2 и ВР1; 4. Открывают вентиль ВЗ4.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ Для каждого проведенного испытания определяют количество прошедшей холодной воды По уравнению (2) определяем количество тепла, отданное греющим паром Q1 и воспринятое холодной водой Q2. Разность значений между общим и полезно воспринятым количеством тепла позволяет установить величину тепловых потерь Qпот. Полагая, что температура на поверхности слоя теплоизоляции tc = 40 º C, выбрав один из применяемых теплоизоляторов, рассчитывается толщина слоя теплоизоляции по уравнению (6). При расчете температуру внутренней поверхности стенки
Общий коэффициент теплопередачи К определяется из основного уравнения теплопередачи (7), где Q – это тепло, воспринятое холодной водой. Площадь теплопередающей поверхности F определяется из соотношения:
где
Средний температурный напор
Таблица 1 – протокол испытаний
Вывод:
|