Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.students.chemport.ru/materials/technology/heatexchange.doc Дата изменения: Thu Jan 15 18:09:58 2009 Дата индексирования: Mon Oct 1 22:44:14 2012 Кодировка: Windows-1251

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА
ТЕПЛООБМЕНА
Цель работы:
- экспериментальное определение коэффициентов теплообмена в реальных
системах.
[pic]
Рис. 1. Схема экспериментальной установки. 1, 2 - теплоизолированные
емкости (термостаты), снабженные мешалкой. Циркуляционный контур,
вклю?ающий змеевик 3 и насос 4. Нагреватель - 5.

Табл. 1. Результаты измерений.
|t, c |T1, oC |T2, oC |?1 |?2 |?1- ?2 |ln(?1- ?2) |
|0 |99,7 |3,6 |1,0137 |0,0011 |1,0126 |0,0126 |
|15 |98,7 |4 |1,0032 |0,0053 |0,9979 |-0,0021 |
|30 |97 |7,5 |0,9852 |0,0421 |0,9431 |-0,0586 |
|45 |95,25 |8,6 |0,9668 |0,0537 |0,9131 |-0,0909 |
|60 |94 |10 |0,9536 |0,0685 |0,8851 |-0,1220 |
|75 |92 |11,5 |0,9326 |0,0843 |0,8483 |-0,1646 |
|90 |90,7 |12,8 |0,9189 |0,0980 |0,8209 |-0,1974 |
|105 |89 |14 |0,9009 |0,1106 |0,7903 |-0,2353 |
|120 |87,6 |15,5 |0,8862 |0,1264 |0,7597 |-0,2748 |
|135 |86,5 |16,5 |0,8746 |0,1370 |0,7376 |-0,3043 |
|150 |85 |17,5 |0,8588 |0,1475 |0,7113 |-0,3407 |
|165 |83,75 |18,8 |0,8456 |0,1612 |0,6844 |-0,3792 |
|180 |82,5 |19,6 |0,8325 |0,1697 |0,6628 |-0,4113 |
|195 |81,5 |20,5 |0,8219 |0,1791 |0,6428 |-0,4419 |
|210 |80,5 |21,6 |0,8114 |0,1907 |0,6207 |-0,4770 |
|225 |79,25 |22,5 |0,7982 |0,2002 |0,5980 |-0,5142 |
|240 |78 |23,4 |0,7850 |0,2097 |0,5753 |-0,5528 |
|255 |77,5 |24,4 |0,7798 |0,2202 |0,5595 |-0,5806 |
|270 |76,5 |25 |0,7692 |0,2266 |0,5427 |-0,6112 |
|285 |75,5 |26 |0,7587 |0,2371 |0,5216 |-0,6509 |
|300 |74,5 |26,6 |0,7482 |0,2434 |0,5047 |-0,6837 |
|315 |73,75 |27,4 |0,7403 |0,2518 |0,4884 |-0,7166 |
|330 |73 |28 |0,7323 |0,2582 |0,4742 |-0,7462 |
|345 |72,1 |28,8 |0,7229 |0,2666 |0,4563 |-0,7847 |
|360 |71,5 |29,5 |0,7165 |0,2740 |0,4426 |-0,8152 |
|375 |70,5 |30 |0,7060 |0,2792 |0,4268 |-0,8515 |
|390 |70 |30,5 |0,7007 |0,2845 |0,4162 |-0,8765 |
|405 |69,5 |31,1 |0,6955 |0,2908 |0,4046 |-0,9048 |
|420 |68,5 |31,6 |0,6849 |0,2961 |0,3888 |-0,9446 |
|435 |68 |32,2 |0,6797 |0,3024 |0,3772 |-0,9749 |
|450 |67,5 |33 |0,6744 |0,3109 |0,3635 |-1,0119 |
|465 |66,7 |33,5 |0,6660 |0,3161 |0,3498 |-1,0503 |
|480 |66,4 |33,7 |0,6628 |0,3182 |0,3446 |-1,0654 |
|495 |65,5 |34,1 |0,6533 |0,3224 |0,3309 |-1,1060 |
|510 |65,25 |34,5 |0,6507 |0,3267 |0,3240 |-1,1269 |
|525 |64,75 |35 |0,6454 |0,3319 |0,3135 |-1,1600 |
|540 |64,1 |35,4 |0,6386 |0,3361 |0,3024 |-1,1959 |
|555 |63,7 |35,7 |0,6344 |0,3393 |0,2950 |-1,2206 |
|570 |63,2 |36,1 |0,6291 |0,3435 |0,2856 |-1,2533 |
|585 |62,75 |36,5 |0,6243 |0,3477 |0,2766 |-1,2852 |
|600 |62,5 |36,9 |0,6217 |0,3519 |0,2698 |-1,3102 |
|615 |62,1 |37,2 |0,6175 |0,3551 |0,2624 |-1,3380 |
|630 |61,6 |37,5 |0,6122 |0,3583 |0,2540 |-1,3706 |
|645 |61,4 |38 |0,6101 |0,3635 |0,2466 |-1,4001 |
|660 |61 |38,4 |0,6059 |0,3678 |0,2381 |-1,4349 |
|675 |60,5 |38,5 |0,6006 |0,3688 |0,2318 |-1,4618 |
|690 |60,25 |38,7 |0,5980 |0,3709 |0,2271 |-1,4824 |
|705 |59,9 |39 |0,5943 |0,3741 |0,2202 |-1,5131 |
|720 |59,5 |39,3 |0,5901 |0,3772 |0,2129 |-1,5471 |
|735 |59,25 |39,5 |0,5875 |0,3793 |0,2081 |-1,5697 |
|750 |59 |39,7 |0,5848 |0,3815 |0,2034 |-1,5927 |
|765 |58,75 |40 |0,5822 |0,3846 |0,1976 |-1,6216 |
|780 |58,5 |40,25 |0,5796 |0,3872 |0,1923 |-1,6487 |
|795 |58,1 |40,5 |0,5753 |0,3899 |0,1855 |-1,6849 |
|810 |57,9 |40,7 |0,5732 |0,3920 |0,1812 |-1,7079 |
|825 |57,6 |41 |0,5701 |0,3952 |0,1749 |-1,7434 |
|840 |57,4 |41,2 |0,5680 |0,3973 |0,1707 |-1,7678 |
|855 |57,1 |41,4 |0,5648 |0,3994 |0,1654 |-1,7992 |
|870 |56,7 |41,6 |0,5606 |0,4015 |0,1591 |-1,8381 |
|885 |56,5 |41,7 |0,5585 |0,4025 |0,1560 |-1,8582 |
|900 |56,25 |41,8 |0,5558 |0,4036 |0,1523 |-1,8821 |
|915 |56 |42 |0,5532 |0,4057 |0,1475 |-1,9138 |
|930 |55,8 |42,1 |0,5511 |0,4067 |0,1444 |-1,9354 |
|945 |55,6 |42,3 |0,5490 |0,4089 |0,1401 |-1,9651 |
|960 |55,5 |42,5 |0,5479 |0,4110 |0,1370 |-1,9879 |
|975 |55,3 |42,7 |0,5458 |0,4131 |0,1328 |-2,0191 |
|990 |55,1 |42,8 |0,5437 |0,4141 |0,1296 |-2,0432 |
|1005 |55 |43 |0,5427 |0,4162 |0,1264 |-2,0679 |


? i = (Ti(t) - T2o)/(T1o - T2o), i = 1, 2. ; Tio = Ti(0)
Массовый расход теплоносителя, J = 110 мл/сек
Длина теплообменика, L = 132 см
Диаметр теплообменик, d= 0.8 см
Объем холодной воды: 0,013 м3, М2 = 13 кг.
Объем горя?ей воды: 0,012 м3, М1 = 12 кг.
Рис.2. График зависимости ?2 от ?1 .
[pic]
?1 + ?*?2 = 1
|?2=0,8846-0,8586* ?1 | | |
|?1=1-?* ?2 | |?= |1,165 |
|?2=1/? - ?1/? | | | |
| | | | | |
|По формуле |?=c2M2/C1M1= |1,083 |

Рис.3. График зависимости ln(?1 - ?2) от времени t .

[pic]

|Определение ? | | | | | | | |
|ln(?1- ?2) = t(1+ | | | | | |
|?)*(cg*Jg/c2M2)*(1-e-N) | | | | | |
|2,13*10-3 = (1+ | | | | | |
|?)*(cg*Jg/c2M2)*(1-e-N) | | | | | |
|? = |1,165 | | |r= |0,004 |м | | |
|cg=c2=|1 |ккал/кг | |L= |1,32 |м | | |
|V= |110 |мл/с | | | | | | |
|Jg= |0,11 |кг/с | | | | | | |
|М2= |13 |Кг | | | | | | |
| | | | | | | | | |
|2,13*10-3|= |0,018319|*(1-e-N) | |N= |2пr?L/c1Jg| | |
| | |2 | | | | | | |
|(1-e-N) |= |0,116 | | |?=|Nc1Jg/2пrL | | |
|e-N |= |0,884 | | |?=|0,410 |ккал/м2*с*град.|
|N |= |0,1236 | | |?=|1476,2 |ккал/м2*?ас*гра|
| | | | | | | |д. |
| |
|Табл. 2. Физи?еские параметры для оценки эффективного коэффициента |
|теплообмена (. |
| |Теплоемкость |Кин.вяз., |Тепрлопроводность|Число |
| |с, кал/г*град. |m, м2/с | |Прандтля, |
| | | |?, |Pr |
| | | |ккал/м*?ас*град. | |
|Внутр.|1 |4,00*10-7 |0,53 |5,4 |
| | | | | |
|зада?а| | | | |
|Внешн.|1 |8,00*10-7 |0,57 |2,5 |
| | | | | |
|зада?а| | | | |
|Внутренняя зада?а | | | | | | |
|?исло Рейнольдса: | | | | | | | |
|Re= |V*d*p/| |d= |0,008 |М | | | |
| |m | | | | | | | |
|Re= |44000 | |J= |0,11 |м3/c| | | |
|Vлин= |J/[?(d/2)2| |p= |1,0 |кг/м| | | |
| |] | | | |3 | | | |
| | | |Vлин= |220 |см/с| | | |
|?исло | | | | | | | | |
|Нуссельта: | | | | | | | | |
|Nu= |0,03*Re0,8*Pr0,43 | | | | | | |
|Nu= |320 | | | | | | | |
|?= |Nu*?/d| |?1= |2120 | | | | |
| | | | | | | | | |
|Внешняя зада?а| | | | | | | |
|Re= |V*d*p/| |d= |0,235 |м | | | |
| |m | | | | | | | |
|Re= |22000 | |J= |0,11 |м3/c| | | |
|d= |0,0131| |p= |1,0 |кг/м| | | |
| |/3 | | | |3 | | | |
|Vлин= |J/[?(d/2)2| |Vлин= |7,333 |см/с| | | |
| |] | | | | | | | |
| | | | | | | | | |
|Nu= |0,9*Re0,62*Pr0,33 | | | | | | |
|Nu= |601 | | | | | | | |
|?= |Nu*?/d| |?2= |1457 | | | | |
|1/?= |1/?1 + | | | | | | | |
| |1/?2 | | | | | | | |
|?= |1/(1/?1 + 1/?2) | | | | | | |
|?= |864 |ккал/м2*?ас*гра| | | | | | |
| | |д. | | | | | | |

Выводы: 1) Экспериментально определено ?исло единиц переноса N = 0,1236
и коэффициент теплообмена ( = 1476,2 ккал/м2*?ас*град.
2) Произведен рас?ет коэффициента теплообмена ( = 276,9 ккал/м2*?ас*град.