Протокол результатов экспериментального и расчетного определения коэффициента теплопередачи теплообменного аппарата

Парам.

Размерн.

Противоток

Прямоток

№ 1

№ 2

№ 3

№ 4

№ 1

№ 2

№ 3

№ 4

Результаты измерений температур теплоносителей

t₁

ºС

26,6

25,6

25,9

27,0

26,0

24,4

24,6

26,1

t₂

ºС

33,6

32,7

32,4

33,6

32,3

31,2

31,5

32,8

t₃

ºС

47,5

47,4

46,8

47,3

47,2

46,9

46,9

47,1

t₄

ºС

47,8

47,6

47,4

47,8

46,6

45,8

46,6

46,9

Расчет среднего логарифмического температурного напора

Δt_max

ºС

Δt_min

ºС

Δt_ср.лог

ºС

Измерение расходов воды

N_воды

Обороты

10

10

10

10

τ

с

154

227

306

154

V_воды

м³

V_воды

м³/c

ρ_воды

кг/м³

990,2

G_воды

кг/с

Определение линейной интерполяцией энтальпии воды

при температуре t₃ и давлении 200 кПа

Y₁

кДж/кг

167,7

X₁

ºС

40

Y₂

кДж/кг

209,5

X₂

ºС

50

h_3,воды

кДж/кг

Определение линейной интерполяцией энтальпии воды

при температуре t₄ и давлении 200 кПа

Y₁

кДж/кг

167,7

X₁

ºС

40

Y₂

кДж/кг

209,5

X₂

ºС

50

h_4,воды

кДж/кг

Поверхность теплопередачи

Мощность теплового потока от горячей воды к нагреваемому воздуху

Q

кВт

Средняя скорость воды в теплообменнике

d_{1, внутр}

м

15,7·10^-3

F_1,сеч

м²

ω_воды

м/с

Определение линейной интерполяцией энтальпии воздуха

при температуре t₁ и давлении 100 кПа

Y₁

кДж/кг

553,7

X₁

ºС

27

Y₂

кДж/кг

654,7

X₂

ºС

127

h_{1,воздуха}

кДж/кг

Определение линейной интерполяцией энтальпии воздуха

при температуре t₂ и давлении 100 кПа

Y₁

кДж/кг

553,7

X₁

ºС

27

Y₂

кДж/кг

654,7

X₂

ºС

127

h_{2,воздуха}

кДж/кг

Определение расхода и скорости воздуха

в кольцевом канале теплообменника

G_{воздуха}

кг/с

Y₁

кг/м³

1,16

X₁

ºС

27

Y₂

кг/м³

1

X₂

ºС

77

ρ_{воздуха}

кг/м³

d_{1, нар}

м

21,3·10^-3

d_{2, внутр}

м

29,4·10^-3

F_2,сеч

м²

ω_{воздуха}

м/с

Определение поверхности теплопередачи

ℓ

м

0,98

F₁

м²

Экспериментальное определение коэффициента теплопередачи

k

кВт/(м²∙К)

Расчетное определение коэффициента теплопередачи

t_{ср, воды}

ºС

t_{ср, воздуха}

ºС

t_{ср, стенки}

ºС

Определение линейной интерполяцией коэффициента

теплопроводности воздуха

X₁

ºC

20

Y₁

Вт/(м·К)

2,593·10^-2

X₂

ºC

40

Y₂

Вт/(м·К)

2,756·10^-2

λ_возд

Вт/(м·К)

Определение линейной интерполяцией коэффициента

теплопроводности воды

X₁

ºC

40

Y₁

Вт/(м·К)

628,5·10^-3

X₂

ºC

50

Y₂

Вт/(м·К)

640,4·10^-3

λ_воды

Вт/(м·К)

Определение линейной интерполяцией коэффициента

кинематической вязкости воздуха

X₁

ºC

20

Y₁

м²/с

15,06·10^-6

X₂

ºC

40

Y₂

м²/с

16,96·10^-6

ν

м²/с

Определение коэффициента

кинематической вязкости воды

X₁

ºC

40

Y₁

м²/с

0,6582·10^-6

X₂

ºC

50

Y₂

м²/с

0,5536·10^-6

ν

м²/с

Определение линейной интерполяцией критерия Прандтля воздуха

X₁

---

20

Y₁

---

0,703

X₂

---

40

Y₂

---

0,699

Pr_возд

---

Определение линейной интерполяцией критерия Прандтля воды

X₁

---

40

Y₁

---

4,34

X₂

---

50

Y₂

---

3,57

Pr_воды

---

dэ

м

1,02E-02

Re_{воздуха}

---

Re_воды

---

Расчет коэффициента теплоотдачи от воды к стенке при ламинарном режиме Re<2300

α₁

Вт/(м²∙К)

Расчет коэффициента теплоотдачи от воды к стенке при переходном режиме 2300<Re<4000

ζ

---

α₁

Вт/(м²∙К)

Расчет коэффициента теплоотдачи от воды к стенке при турбулентном режиме 4000<Re<5 000 000 и 0,5<Pr<5000

ζ

---

α₁

Вт/(м²∙К)

Расчет коэффициента теплоотдачи от стенки к воздуху при ламинарном режиме Re<2300

α₂

Вт/(м²∙К)

Расчет коэффициента теплоотдачи от стенки к воздуху при турбулентном режиме 10 000<Re<1 000 000

ζ

---

С

---

α₂

Вт/(м²∙К)

Расчет коэффициента теплопередачи

X₁

---

Y₁

---

X₂

---

Y₂

---

λ_ст

Вт/(м·К)

k

Вт/(м²∙К)

δk

%