Цель работы

1. Изучить устройство и принцип действия трубчатой теплообменной установки.

2. Экспериментально определить коэффициент теплопередачи при разных скоростях движения среды.

3. Провести сравнение полученных опытным путем значений коэффициентов теплопередачи с рассчитанными по уравнениям (35–38).

4. Определить коэффициент регенерации при разных скоростях движения среды.

5. Определить потери теплоты стенками аппарата в окружающую среду.

Описание установки и методика проведения работы

Схема экспериментальной установки представлена на рис. 10. Установка включает в себя горизонтальный трубчатый теплообменный аппарат, состоящий из двух одинаковых секций С₁ и С₂, электрического парогенератора ПГ и мерника М. Первая и вторая секции соединены между собой переходным коленом. В качестве теплообменивающихся сред используется вода. Техническая характеристика теплообменника представлена в табл. 6.

Для обогрева секции С₂ используется насыщенный водяной пар, поступающий в межтрубное пространство секции. Секция С₁ обогревается водой, поступающей в межтрубное пространство из секции С₂.

Установка работает следующим образом. При открывании вентиля В₁, вода из трубопровода поступает в трубное пространство секции С₁, где нагревается от температуры t₁ до температуры t₂. Затем по переходному колену вода поступает в секцию С₂, где паром нагревается до температуры t₃. Причём, количество воды, проходящее через секции С₁ и С₂ , которое замеряется в мернике объёмным методом, одинаково. Таким образом в секции С₂ исследуется процесс нагревания, а в секции С₁ процесс рекуперации тепла.

t₁

t₂

t₃

t₅

t₄

t₆

C₁

C₂

B₁

B₂

B₃

B₄

P₁

P₂

t_ст

ПГ

М

Конденсат

~ u

Рис. 10. Схема установки

Таблица 6

Техническая характеристика теплообменника

Показатель	Обозначение	Единица	Значение
Длина секции Наружный диаметр Количество трубок Внутренний диаметр трубки Наружный диаметр трубки Материал трубки	l D n dв dн	м м шт м м	0,72 35·10-3 8 4·10-3 6·10-3 латунь

Для исследования процесса нагревания и рекуперации тепла необходимо открыть вентиль В₁ подачи воды и замерить расход воды поступающей в мерник М. Затем снять показания термометров и манометра Р₂ и занести их в табл. 7. Причём, снимать показания приборов необходимо при установившемся режиме, который наступает тогда, когда показания термометра t₃ не изменятся 2–3 минуты.

Здесь t₁ – температура воды на входе в трубное пространство секции С₁, ^оС; t₂ – температура воды на выходе из секции С₁, ^оС; t₃ – температура воды на выходе из секции С₂, ^оС; t₄ – температура воды на выходе из межтрубного пространства секции С₁, ^оС; t₆ – температура конденсации пара выходящего из секции С₂, ^оС; Р₂ – давление греющего пара в паровой рубашке секции С₂, кг/см²; t_ст – температура стенки секции С₂, ^оС; t_в – температура воздуха в помещении, ^оС; t₅ – температура греющего пара, ^оС.

Провести 3–4 опыта при различных расходах воды. Результаты испытаний занести в табл. 7.

Таблица 7

№	V,	τ,	t1,	t2,	t3,	t4,	t6,	tст,	tв,	P2,	t5,
п/п	л	с	оС	оС	оС	оС	оС	оС	оС	кг/см2	оС
1 2 3 4

Пользуясь таблицей зависимости температуры насыщенного пара от давления, определить температуру t₅ по давлению Р₂ и результаты занести в табл. 7. Температуру t₆ находят из условия:

t₆ = t₅ – (2÷3) ºС