Пермский национальный исследовательский университет
Кафедра «Машины и аппараты производственных процессов»
Лабораторная работа № 5
«Исследование работы кожухотрубчатого теплообменника при теплообмене в системе вода-воздух»
«Изучение зависимости коэффициента теплопередачи (теплоотдачи) между системой вода-воздух от скорости движения среды»
Выполнили: студенты гр. МАПП-11-б:
Шипигузов В.С. Маликов А.М. Казанцев А.В. Данилов Я.А.
Проверил старший преподаватель:
Ложкин И.Г.
Пермь 2014г Описание установки и ее работы
Установка предназначена для изучения процесса теплообмена между системой вода-воздух. В состав лабораторной установки в соответствии с рис. 5. 5 входят кожухотрубчатый теплообменник, имеющий два хода в трубном пространстве и один ход в межтрубном, осевой канальный вентилятор, электродный отопительный котел, циркуляционный насос, мембранная расширительная емкость. В качестве контрольно–измерительных приборов использованы термопреобразователи сопротивления ТПС 100П, измеритель–регулятор температуры «Термодат-13», преобразователь расхода вихревой ВПР, расходомер-счетчик ЭРСВ, измерители ТРМ 200, измерители-регуляторы ТРМ 201 и однофазные преобразователи частоты тока.
Рис.
5.5. Схема лабораторной установки:
1 – теплообменник; 2 – заливная емкость; 3 – электродный котел;
4 – циркуляционный насос;5 – мембранная расширительная емкость;
6 - осевой вентилятор; 7 – расходомер-счетчик ЭРСВ;
8 – преобразователь расхода воздуха вихревой ВПР
Теплообменник
имеет трубный пучок, состоящий из 28
медных трубок (14 на один ход), диаметром
мм. Корпус теплообменного аппарата,
изготовленный из стали 20 имеет диаметр
мм,
расстояние между торцами трубных решеток
составляет 1500 мм.
Одним из теплоносителей является вода, которая поступает в теплообменник через заливную емкость. Она циркулирует на установке по замкнутому контуру, нагревается с помощью электродного отопительного котла и движется в трубном пространстве теплообменника. При помощи преобразователя частоты, который регулирует частоту оборотов двигателя насоса, можно добиться любого требуемого расхода горячего теплоносителя. Измерение расхода горячего теплоносителя обеспечивается расходомером-счетчиком электромагнитным ЭРСВ.
Воздух из учебной аудитории нагнетается в межтрубное пространство осевым вентилятором, частоту вращения двигателя которого можно также регулировать при помощи частотного преобразователя, создавая необходимую подачу холодного теплоносителя. Расход воздуха замеряется преобразователем расхода вихревым ВПР.
Для замера температуры теплоносителей на входе в теплообменник и выходе из него используются термопреобразователи сопротивления ТПС 100П. Для безопасной работы во избежание перегрева воды применяется точный регулятор температуры «Термодат-13».
Приступать к выполнению работы можно только после детального ознакомления с установкой и получения разрешения преподавателя или учебного мастера.
Лабораторная работа № 5.1. «Исследование работы кожухотрубчатого теплообменника при теплообмене в системе вода – воздух»
Цель работы:
– ознакомление с устройством и работой двухходового кожухотрубчатого теплообменного аппарата;
– определение опытного значения коэффициента теплопередачи и сравнение его с расчетным значением.
Порядок проведения работы
Убедиться, что теплообменник заполнен водой.
Включить в работу циркуляционный насос.
Включить электродный отопительный котел и установить температуру нагрева воды.
При помощи регулятора температуры «Термодат 13» контролировать температуру нагрева, которая должна поддерживаться на одном уровне в течение всего эксперимента.
По указанию преподавателя задать расход горячего теплоносителя при помощи измерителя-регулятора ТРМ 201-Щ1, установленного на щите.
Включить вентилятор.
По указанию преподавателя установить расход холодного теплоносителя измерителем-регулятором ТРМ 201-Щ1, установленным на щите.
Дождаться выхода установки на стационарный режим и зафиксировать температуры воды на выходе и воздуха на входе и выходе из теплообменника.
После окончания работы вентилятор, котел и насос отключить.
Все измеренные величины занести в табл. 1
.