Методика та порядок виконання роботи

Випробування повітронагрівачів проводиться при 3-х швидкостях теплоносія, що відповідає максимальній витраті теплоносія: 0,5 і 0,25 від максимальної.

При кожному режимі витрати теплоносія слід приймати 5 різних масових швидкостей  у живому перерізі від 1 до 5 кг/см². Тривалість досліду при кожній масовій швидкості повітря повинна дорівнювати 15 хвилин, показання приладів потрібно фіксувати через кожні 3 хвилини до тих пір, доки результати будуть мало відрізнятися від попередніх.

Згідно з лімітом часу проводять випробування при одному режимі теплоносія і тривалості досліду 5 хвилин при кожній швидкості повітря.

Розрив між дослідами після зміни витрати приблизно 6-7 хвилин. Відлік можна починати у момент установленого режиму температур повітря після повітронагрівача та теплоносія у зворотному трубопроводі.

Порядок виконання роботи:

1. Установити витрату води вентилем.

2. Ввімкнути вентилятор кондиціонера.

3. Вести нагляд за температурами повітря й теплоносія, доки вони не стануть стабільними. Час для встановленого режиму дорівнює приблизно 10-15 хвилин.

4. Виміряти температуру повітря за мокрим та сухим термометром до і після повітронагрівача через 1 хвилину протягом 5 хвилин.

5. Виміряти втрати тиску на діафрагмі перед вентилятором за допомогою тягонапороміра.

6. Виміряти температуру теплоносія на вході та виході з повітронагрівача через 1 хвилину протягом 5 хвилин.

7. Змінити витрати повітря через кондиціонер за допомогою направляючого апарата.

8. Через 6-7 хвилин повторити вимірювання ( пункти 4,5,6).

Далі досліди проводяться аналогічно. На основі середніх значень температур проводиться обробка експериментальних даних. Результати експерименту заносяться у таблицю 4.1.

Таблиця 4.1

Результати вимірювань при режимі руху теплоносія

№ досліду	Перепад тиску на діафраг-мі	Витрати повітря	Температура теплоносія, ^оС		Температура повітря, ^оС
	Рd,кг/см^2	G, кг/год	початкова tг	кінцева tо	початкова tпп	кінцева tпк
1	2	3	4	5	6	7

Обробка експериментальних даних

1. Визначається кількість теплоти, що передається у повітронагрівачі повітрю, Вт,

Q=0.278 c_пG_п(t_пк - t_пп) .

2. Визначається середній температурний перепад.

3. Визначається коефіцієнт теплопередачі, Вт/м² К,

,

де F- площа поверхні нагріву повітронагрівача,м².

4. Визначається масова швидкість повітря у фронтальному перерізі

,

де F- площа фронтального перерізу повітронагрівача,м².

5. Визначається швидкість руху теплоносія у трубках, м/с;

,

де c_п - теплоємність теплоносія, для води 4.187 кДж/кг К;

_п - густина теплоносія, для води 1000 кг/м³;

f - площа живого перерізу для проходу теплоносія, м².

Результати обробки експериментальних даних заносять у таблицю 4.2.

6. Будується на логарифмічній сітці графік залежності коефіцієнта теплопередачі від масової швидкості при даних значеннях  та графік залежності аеродинамічного опору від масової швидкості.

Для побудови графіків на осі абсцис відкладається масова швидкість ( lg ), а на осі ординат відповідно значення коефіцієнта теплопередачі ( lg к) та аеродинамічного опору ( lgР). Таким чином наносимо 5 точок для побудови кожного графіка. Через ці 5 точок проводимо пряму лінію. На основі експерименту точки ніколи не лягають на одну пряму, є незначне відхилення від прямої лінії. Тому пряма проводиться як середня між точками.

Таблиця 4.2

Результати обробки експериментальних даних

Масова швидкість повітря, кг/см^2	Швидкість руху теплоносія , м/с	Витрати теплоти , Вт	Коефіцієнт теплопередачі , Вт/м^2 К	Аеродинаміч-ний опір , Па
1	2	3	4	5

Рівняння прямої для аеродинамічного опору має вигляд

lgР = lgБ + n^ lg  ,

для коефіцієнта теплопередачі

lgК = lg А + qlg + r lg .

7. На основі графіків виводяться формули для визначення коефіцієнта теплопередачі та аеродинамічного опору. Для визначення емпіричних коефіцієнтів пряму аеродинамічного опору продовжимо до перетину з віссю ординат, значенням аеродинамічного опору в отриманій точці буде коефіцієнт Б, показником ступеня n буде тангенс кута нахилу прямої аеродинамічного опору. Показником ступеня q буде тангенс кута нахилу прямої коефіцієнта теплопередачі для фіксованої швидкості руху повітря. Якщо випробування проводилось при режимах руху теплоносія, то слід побудувати 3 графіки для кожного значення швидкості руху теплоносія у трубках, знайти точки перетину цих графіків із віссю ординат та через ці точки провести лінії, паралельні осі абсцис. Потім на осі абсцис відкласти значення швидкостей руху теплоносія у логарифмічній шкалі, при яких проводилось випробування, та 1 м/с, відновити з цих точок перпендикуляри і знайти їх перетин із відповідними лініями, паралельними осі абсцис. Через отримані точки провести пряму. Тангенс кута нахилу прямої дає значення коефіцієнта r, а величина ординати цієї прямої при швидкості 1 м/с  значення коефіцієнта А. Якщо випробування проводились для кожного режиму руху теплоносія і графік побудовано для фіксованої швидкості руху теплоносія , то пряму коефіцієнта теплопередачі продовжимо до перетину з віссю ординат і знаходимо значення ординати в отриманій точці у= lg А + r lg . Коефіцієнт А знаходимо аналітичним шляхом, ураховуючи, що величина r lg  буде постійною для одного режиму руху і може бути визначена при r=0.129 для дворядового та r= 0.127 для однорядного повітронагрівача: lg А = у - r lg . У звіті треба представити схему установки, таблиці результатів вимірювань й обчислень, графіки залежності коефіцієнта теплопередачі від масової швидкості при даних значеннях  та графік залежності аеродинамічного опору від масової швидкості на логарифмічній сітці.

Контрольні питання

1. Який фізичний процес відбувається у повітронагрівачі?

2. Як визначити теплову продуктивність повітронагрівача?

3. Чи впливає швидкість руху теплоносія на коефіцієнт теплопередачі повітронагрівача?

4. Як знайти температуру повітря до та після повітронагрівача?

5. Як визначити масову швидкість повітря у фронтальному перерізі ?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5

Випробування індивідуального кондиціонера БК-1500

Мета лабораторної роботи – ознайомитися з конструктивними особливостями та технічними характеристиками індивідуального кондиціонера БК-1500.

Лабораторне обладнання – кондиціонер БК-1500, два аспіраційних психрометри, чашковий і крильчастий анемометри.

Загальні положення

Побутовий індивідуальний кондиціонер БК-1500 випускається Бакинським заводом “Кондиціонер”. Він застосовується для підтримання заданих параметрів повітря в приміщенні і має два режими: “вентиляція” й “кондиціонування”. Цей кондиціонер установлюється у вікні кімнати таким чином, щоб одна його половина знаходилася на вулиці, а друга в приміщенні (рис.5).

Рис.5. Конструкція індивідуального кондиціонера БК-1500

Цей кондиціонер (рис.5) складається з металевого кожуха (1), в якому розміщено компресор (2), випарювач (3), конденсатор (4), радіальний (5) і осьовий (6) вентилятори, насаджені на вал електродвигуна (7). Для зручності вимірювань кондиціонер додатково обладнано утепленими повітропроводами на “холодному” (8) і “гарячому” (9) повітрі.