8.2. Қондырғының сипаттамасы және жұмыс жүргізу методикасы.
Қондырғы (2-сурет) 1 жылу ауыстырғыштан, 2 газ құбырынан, 3-су құбырынан, 4 ауа қыздырғыштан, 5 компрессордан, 6, 7 вентильден, 9, 10 термопардан, 11 ротаметрден және 12 милливольтметрден құралған. Жылу ауыстырғыш өлшемдері 50х2 мм түтіктен және 22х1,5 мм ішкі түтіктен тұрады. Жылу ауыстырғыш беттің ұзындығы 1х1 м. Жылу ауыстырғыш тот баспайтын болттан жасалған.
8.3. Қондырғының жұмысы.
Ауа 5 компрессордан 4 жылытқышта ысытылып 1 жылу ауыстырғыштағы екі түтіктің арасындағы кеңістікке беріледі. Су жылу ауыстырғыштың ішкі түтіктің ішінен қозғалады. 8 термометрдің және 9, 10 термопаралардың көмегімен жылу тасымалдағыштардың кіргендегі және шыққандағы температураларын өлшейміз. Жылу ауыстырғыштың сырты изоляцияланған.
Қондырғыны жұмысқа қосу.
Судың тұрақты жұмсалуы 6 вентильмен реттеледі, компрессор 5 жұмысқа қосылып ауаның тұрақты жұмсалуы 7 вентильмен реттеледі. Ауаның қыздырғыш 4 жұмысқа қосады.
30-35 минут өткен соң тұрақты температуралық ағын қалыптасады, басқаша айтқанда ауа мен судың температуралары жылу ауыстырғышқа кірерде және шығарда тұрақты болады. Бұл температураларды сынақ протоколына жазамыз.
8.4. Тәжірибеден алынған деректерді өңдеу.
1. Судың көлемдік жұмсалу мөлшерін ротаметрдің көрсетуімен анықтайды: – Vc.
2. Судың іс жүзіндегі массалық жұмсалуын есептейміз:
бұл жерде: - орташа температура кезіндегі судың тығыздығы.
3. Судың Т1 температурасының Т2 температурасына дейін қыздыруға кеткен жылудың жұмсалуын анықтаймыз
Бұл жерде: m – судың массалық шығыны, кг/с.
с – судың жылу сыйымдылығы. Дж/(кг*К);
4. Процестің орташа қозғаушы күші (8.2) немесе (8.3) өрнектен есептеу:
5. Жылу ауыстырғыш бетті есептеу: F, м2; F=Пdl, мұндағы: l=1 м, d – ішкі құбырдың сыртқы диаметрі, м.
6. (8.1) теңдеу арқылы жылу беру коэффициентінің К тәжірибелік мәнін анықтау.
7. Судың жылдамдығын анықтау:
бұл жерде: f – су ағымының көлденең қимасының ауданы, м2.
8. Re санын есептеу және ішкі түтіктегі су қозғалысының ағынын реттеу.
Табылған ағынға сәйкес Nu белгісінің теңдеуін таңдап алу және судың жылу беру коэффициентін анықтау.
10. Судың қыздыруға қажетті жылудың жұмсалуына байланысты ауаның қоршаған ортаға шығындалған ортаға шығындалған 2% шығынды ескеріп ауаның жұмсалуын, судың қыздыруға кеткен жылудан анықтайды:
,
кг/с
Бұл
жерде: 
- ауаның жылу сыйымдылығы, Дж/(кг*К).
11. Екі түтіктің арасындағы кеңістіктің қимасының ауданын және ондағы ауаның орташа жылдамдығын анықтау.
Ауаның Re ұқсастық белгісін есептеу.
Нуссельт ұқсастық белгісін анықтау үшін ауаның қозғалыс ағынына байланысты. Нуссельт ұқсастық белгісін теңдеуін таңдау.
14.Нуссельт ұқсастық белгісінің мәніне байланысты ауаның жылу беру коэффициентін анықтау.
15.(8.6) теңдеуден жылу өту коэффициентінің «К» теориялық мәнін табу және оны тәжірибелік мәнімен салыстыру.
Есеп беру кестесін құру.
Есеп бергенде қондырғының үлгісі болуы шарт.
Кесте 8.2. Есеп беру кестесі.
№ |
Мәліметтер, деректер және есептеу мәндерінің аттары. |
Белгісі мөлшері |
Сандық мәндер |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Судың массалық жұмсалуы. |
m |
кг/с |
|
|
Судың көлемдік жұмсалуы. |
Vc |
м3/с |
|
|
Судың кірердегі температурасы |
T1 |
0К |
|
|
Судың тығыздығы |
|
м3 |
|
|
Судың шығардағы температурасы |
T2 |
Дж/кг*град |
|
|
Ротаметрдің көрсетуі |
|
0К |
|
|
Судың жылу сыйымдылығы |
C |
0К |
|
|
Ауаның кірердегі температурасы |
t2 |
|
|
|
Ауаның шығардағы температурасы |
t1 |
|
|
|
Жылу ауыстырғыштың ұштарындағы температурасы қатынасы |
ty/ ∆tk |
|
|
|
Жылу ауыстыру процесінің орташа қозғалыс күші |
∆tорт |
0К |
|
|
Су тасқынының қима ауданы |
f |
м2 |
|
|
Ауа тасқынының қима аудаңы |
fауа |
м2 |
|
|
Судың жылдамдығы |
ω |
м/с |
|
|
Су қыздыруға жұмсалатын жылу |
Q |
Дж |
|
|
Жылу ауыстыратын бет |
F |
м2 |
|
|
Жылу өту коэффициенттінің тәжірибелік мәні |
K |
Дж/кг*град |
|
|
Судың Re ұқсастық белгісінің мәні |
Re |
|
|
|
Судың Nu ұқсастық белгісінің мәні |
Nu |
|
|
|
Қабырғадан су тасқынының өзегіне жылуды қайтып беру коэффициенті |
α2 |
Вт/м2*град |
|
|
Ауаның орташа жылдамдығы |
ωауа |
м/с |
|
|
Ауа тасқының қимасының балама диаметрі |
dб |
М |
|
|
Ауаның тұтқырлығы |
µауа |
Па*С |
|
|
Ауаның тығыздығы |
|
кг/м3 |
|
|
Ауаның жылуды қайтып беру коэффициенті |
α |
Вт/м2*град |
|
|
Ауаның Re ұқсастық белгісінің мәні |
Re |
|
|
|
Ауаның Nu ұқсастық белгісінің мәні |
Nu |
|
|
|
Ауаның жұмсалу коэффициенті |
Vауа |
кг/м3 |
|
|
Ауаның массалық жұмсалуы |
mауа |
кг/с |
|
|
Ауаның теориялық жылу өту коэффициентінің мәні |
Кт |
Вт/м2*град |
ауа