Головна Головна -> Інше українською -> Технічні науки -> Визначення коефіцієнта теплопередачі в теплообміннику "труба в трубі".

Визначення коефіцієнта теплопередачі в теплообміннику "труба в трубі".

Назва:
Визначення коефіцієнта теплопередачі в теплообміннику "труба в трубі".
Тип:
Інше
Мова:
Українська
Розмiр:
3,99 KB
Завантажень:
68
Оцінка:
 
поточна оцінка 5.0


Скачати цю роботу безкоштовно
Пролистати роботу: 1  2 
Лабораторна робота № 7.
1. ТЕМА: Визначення коефіцієнта теплопередачі в теплообміннику "труба в трубі".
2. МЕТА: Одержати залежність загального коефіцієнту теплопередачі К від критерію Рейнольдса для води, що нагрівається парою.
3. ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА
Процес передачі тепла від одного теплоносія до другого здійснюється в апаратах, які називаються теплообмінниками. Одним із таких апаратів є теплообмінник "труба в трубі", що складається із двох концентричних труб різних діаметрів. По внутрішній трубі проходить один теплоносій, по кільцевому міжтрубному простору - другий. Теплота передається через стінку внутрішньої труби.
В даній роботі визначають передачу теплоти від гріючої водяної пари до води (при проходженні води по внутрішній трубі теплообмінника).
Насичена водяна пара безперервно поступає по трубопроводу в кільцевий міжтрубний простір теплообмінника і, віддаючи теплоту воді, конденсується на зовнішній поверхні внутрішньої труби. Процес конденсації відбувається при постійному тиску і, отже, при постійній температурі Т, практично однаковій в любому місці міжтрубного простору. Конденсат гріючої пари відводиться через конденсатовідвідник (конденсаційний горщик), який пропускає конденсат, але затримує пару. Вода, що проходить по внутрішній трубі, нагрівається в?д початкової температури tпоч до кінцевої tкін (рис. 1).
Виділимо в деякому місці внутрішньої труби теплообмінника безкінечно малу кільцеву ділянку поверхні dF (рис. 2). Нехай в цьому місці температура води всередині труби буде t. Тоді для процесу, що встановився, переходи тепла від пари до води через ділянку поверхні dF можна записати наступні рівняння:
1. Рівняння тепловіддачі - переходу тепла від конденсуючої пари до зовнішньої поверхні стінки труби:
(1)
2. Рівняння теплопровідності - переходу тепла через стінку труби, що складається з декількох шарів (зовнішній шар іржі, сталь, внутрішній шар іржі, шар так званого водяного каменю або накипу):
(2)
3. Рівняння тепловіддачі - переходу тепла від внутрішньої поверхні стінки труби до води:
(3)
В цих рівняннях dQ - розхід тепла, що передається, Вт; tст.з і tст..вн -температури зовнішньої і внутрішньої поверхні стінки труби, °С; rn - термічний опір при переході тепла від конденсуючої пари до внутрішньої поверхні труби, м2•К/Вт; rв - термічний опір при переході тепла від внутрішньої поверхні стінки до води, м2•К/Вт; ?rст - сума термічних опорів шарів, із яких складається стінка, м2•К/Вт.
Поверхня dF у всіх трьох рівняннях прийнята однаковою, тобто стінка труби приймається плоскою, що допустимо, коли товщина стінки мала у порівнянні з діаметром.
Із рівнянь (І)-(З) одержуємо рівняння теплопередачі - переходу тепла від пари до води:
(4)
Тут R = гn + ?rсm + rв - загальний термічний опір при переході тепла від конденсуючої пари до води через стінку труби.
Рівняння тепловіддачі (1) і (2) можуть бути представлені у вигляді:
(5)
Величину, зворотну загальному термічному опору R, називають коефіцієнтом теплопередачі:
(6)
Для всього теплообмінника з площею поверхні теплопередачі F м2, в якому розхід теплоти, що передається, складає Q Вт, інтегрування рівняння (4) приводить до рівняння теплопередачі наступного виду:
Q=K•Дtcер• F (7)
де Дtcер - середня рушійна сила процесу теплопередачі в теплообміннику - середня різниця температур пари і води, що визначається теоретичним рівнянням:
(8)
де Дtпоч = Т-tпоч ; Дtкін = Т-tкін (див. рис. 1).
Ці різниці температур представляють собою рушійні сили процесу теплопередачі на кінцях теплообмінника - на вході і на виході води.
Якщо 2, то з достатньою точністю (похибка менше 5 %), можна
рахувати, що
(9)
Розхід тепла Q в рівнянні (7) розраховують за формулою:
(10)
Тут V - розхід води, м3/с; р — густина води, кг/м3; С - середня теплоємність води, Дж/кг•К.
Одержане експериментальне значення коефіцієнта теплопередачі К слід співставити (по рівнянню 6) з розрахованим значенням коефіцієнта тепловіддачі для води в.
Рис. 1. Зміна температури Рис. 2. Схема процесу
теплоносіїв вздовж поверхні теплообміну теплопередачі
Для розвинутої турбулентної течії рідин і газів по трубах, коли Rе >
10000 і відношенню довжини труби до її внутрішнього діаметра L/d?50, розрахункове критеріальне рівняння має вигляд:
Nu=0,021•Re0,8•Rr0,43•(Pr/Prсm)0,25 (11)
Тут - критерій Нуссельта; - критерій Рейнольдса;
- критерій Прандля, обчислений по середній температурі рідини; Рrст - критерій Прандля, обчислений по середній температурі стінки; d - внутрішній діаметр труби, м; - коефіцієнт тепловіддачі, Вт/м2•К; - коефіцієнт теплопровідності рідини, Вт/м•К; - швидкість рідини в трубі, м/с; густина рідини кг/м3; - динамічний коефіцієнт в'язкості рідини, Па•с; с – питома теплоємність рідини, Дж/кг•К.

Завантажити цю роботу безкоштовно
Пролистати роботу: 1  2 



Інше на тему: Визначення коефіцієнта теплопередачі в теплообміннику "труба в трубі".

BR.com.ua © 1999-2017 | Реклама на сайті | Умови використання | Зворотній зв'язок