Обработка результатов эксперимента. Средний логарифмический температурный напор определяется по формуле (7.3)

 

Средний логарифмический температурный напор определяется по формуле (7.3).

Количество воды за 10 оборотов счетчика, учитывающего тысячные доли м³, рассчитывается по формуле

 

N_воды = 10·0, 001 = 0, 01 м³.

Объемный расход воды за измеренное по секундомеру время τ

 

V_воды = N_воды / τ, м³/с.

 

Массовый расход воды через счетчик

 

G_воды = V_воды ·ρ, кг/с.

 

Затем путем линейной интерполяции табличных данных необходимо определить энтальпии воды при измеренных температурах t₃, t₄ и давлении воды, созданным насосом термостата (допускается округлить до
200 кПа), и энтальпии воздуха при измеренных температурах t₁, t₂ и атмосферном давлении.

Мощность теплового потока от горячей воды к нагреваемому воздуху рассчитать по уравнению теплового баланса (7.1).

Для определения средней скорости воды в теплообменнике ω _воды необходимо предварительно рассчитать площадь поперечного сечения водяной трубки F_1сеч по внутреннему диаметру d_{1, внутр}. Cредняя скорость воды

 

ω _воды = G_воды / F_1сеч , м/с.

 

 

Расход воздуха через теплообменник находится из уравнения теплового баланса (7.1)

 

G_{воздуха} = Q / (h₂^" – h₂^'),

 

где Q – тепловой поток от горячей воды к воздуху, Вт, h₂^', h₂^" – энтальпии воздуха на входе и выходе кольцевого канала теплообменника, кДж/кг.

Плотность воздуха ρ _{воздуха} определяется линейной интерполяцией табличных данных (табл. П2).

По размерам трубок теплообменника рассчитывается площадь кольцевого канала теплообменника

 

F_2сеч = π · (d_{2, внутр}² – d_{1, нар}²) / 4,

 

где d_{1, нар}, d_{2, внутр} – наружный диаметр внутренней трубки и внутренний диаметр внешней трубы теплообменника, соответственно, м.

По найденным величинам определяются объемный расход и скорость воздуха в кольцевом канале теплообменника

 

ω _{воздуха} = G_{воздуха}/(ρ _{воздуха} · F_2сеч).

Поверхностью теплопередачи является площадь наружной поверхности внутренней трубы теплообменника.

Экспериментальное значение коэффициента теплопередачи определяется из уравнения (7.2) и сравнивается с расчетным. Расчетное значение определяется по формулам (7.5) и (7.6).

При определении коэффициента теплопередачи средние температуры воды и воздуха подсчитываются как среднеарифметические. Средняя температура стенки внутренней трубы теплообменника принимается равной среднеарифметическому значению найденных температур воды и воздуха.

Коэффициенты теплопроводности, кинематической вязкости, критерия Прандтля для воды и воздуха можно определять путем линейной интерполяции табличных справочных данных, приводимых в приложении.

С целью определения режимов течения подсчитываются значения критерия Рейнольдса для воды и воздуха. Если окажется, что Re < 2300, то для воды расчет коэффициента теплоотдачи должен производиться на основе уравнения подобия (7.8), для воздуха – по уравнению (7.9). Для турбулентного режима (для воды Re > 4000, для воздуха Re> 10000) расчет коэффициента теплоотдачи должен выполняться для воды по уравнению (7.10), для воздуха – по уравнению (7.12). Коэффициент теплопроводности стали определяется линейной интерполяцией.

Таблица 8