Обработка результатов. Рисунок 2. К расчету процесса теплопередачи

Рисунок 2. К расчету процесса теплопередачи

1. Определить толщину намороженного льда:

,

где d_тр = 16 мм диаметр трубок испарителя.

Полученные данные заносят в таблицу 2.

Таблица 2

2. Определение коэффициента теплоотдачи от воды ко льду α₁.

а) определим режим течения воды

,

где G = V·ρ – массовый расход воды, кг/с;

V – объемный расход воды, определенный по расходомеру, м³/с;

ρ – плотность воды при ее средней температуре для данного замера, кг/м³ (приложение);

d_л.ср – диаметр намороженного льда, средний для трех трубок для данного замера, м;

n = 9 число трубок испарителя;

μ – динамический коэффициент вязкости воды при средней температуре воды для данного замера, Па·с (приложение).

Ввиду малого значения числа Рейнольдса считаем, что процесс приходит в условиях естественной конвекции. Для пучка горизонтальных труб формула для определения числа Нуссельта имеет вид:

Nu = 0,5(Gr·Pr)^0,25(Pr/Pr_ст)^0,25,

определяющая температура – температура воды, определяющий размер – диаметр намороженного льда; числа Nu и Gr рассчитываются для каждой трубы;

Pr_ст – число Прандтля для воды при температуре стенки трубы, которая равна температуре кипения хладагента t_ст = - 10 ⁰С, Pr_ст = 14.

Число Грасгофа

,

где g = 10 м/с² – ускорение силы тяжести;

ρ, μ, β – плотность, динамическая вязкость, коэффициент объемного расширения воды соответственно при средней температуре воды для данного замера (приложение);

t_в – температура воды в баке, средняя по показаниям датчиков температуры на данный момент времени;

t_ст – температура стенки трубы.

Число Прандтля находим по приложению.

После определения числа Нуссельта находим коэффициент теплоотдачи α₁:

,

где λ – коэффициент теплопроводности воды при определяющей температуре (приложение).

3. Коэффициент теплопередачи:

,

где δ_м = 1,5 мм – толщина стенки трубы;

δ_л – толщина льда, м;

λ_м = 384 Вт/(м·К) – коэффициент теплопроводности меди;

λ_л = 2,33 Вт/(м·К) – коэффициент теплопроводности льда;

α₂ = 173 Вт/(м²·К) - коэффициент теплоотдачи от стенки трубы испарителя к хладагенту.

Расчеты выполняются для каждого замера. Результаты расчетов заносятся в таблицу 2.

По результатам расчетов строятся графики для каждой трубы: 1) изменение коэффициента теплопередачи с течением времени К = f(τ); 2) изменение толщины льда с течением времени δ_л = f(τ).

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Схема установки.

3. Таблицы с результатами замеров и расчетов.

4. Расчеты.

5. Графики К = f(τ), δ_л = f(τ).

6. Выводы по работе.

7. Контрольные вопросы

1. Для каких целей используются промежуточные хладоносители?

2. Какие требования предъявляются к хладоносителям?

3. Какие теплообменники применяются для производства «ледяной воды»?

4. Каковы преимущества аккумуляторов холода?

5. Из каких элементов состоит аккумулятор холода?

6. Каков принцип действия аккумулятора холода?

7. Для чего предназначены ресивер, фильтр-осушитель, ТРВ?

8. Как определяется расход воды?

9. Объяснить характер зависимости К = f(τ).

10. Какие могут быть вредные примеси?

11. Чем опасна влага, содержащаяся в хладагенте?

Литература

1. Холодильная техника и технология: Учебник / под ред. А.В.Руцкого. – М.: ИНФРА-М, 2000. -286 с. – (Серия «Высшее образование»).

2. Холодильное и вентиляционное оборудование: Учебное пособие./ А.А. Сергеев, ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА.- Ижевск: РИО ИжГСХА, 2005.-144 с.

3. Оболенский Н.В., Денисюк Е.А. Холодильное и вентиляционное оборудование: Учебное пособие.- Н. Новгород: Нижегородская ГСХА, 2000.- 156 с.

Поиск по сайту: