7.5. Опрацювання результатів дослідів

7.5.1. Розрахувати абсолютні тиски гріючої та вторинної пари і за табл. 7.3, 7.4 термодинамічних властивостей води і водяної пари визначити усі необхідні параметри пари та конденсатів.

7.5.2. Обчислити середні значення дослідних даних та занести їх у табл. 7.1.

7.5.3. Коефіцієнт теплопередачі від пари, що конденсується, до киплячої води визначити за рівнянням теплопередачі (7.1):

де Q₁ ― тепловий потік від гріючої пари до киплячої води, кВт; t ― температурний напір, К; F ― площа поверхні теплообміну, м².

7.5.4. Тепловий потік Q₁ розрахувати за масовою витратою конденсату гріючої пари:

Q₁ = G₁(h_п – h_к),

де G₁ ― масова витрата конденсату, кг/с; h_п, h_к ― ентальпії відповідно гріючої пари і конденсату, кДж/кг.

7.5.5. Масову витрату конденсату G₁ розрахувати за об’ємом конденсату, виміряним за час досліду, та густиною або питомим об’ємом конденсату

Таблиця 7.1

Режим

Дослід

Тривалість досліду, с

Гріюча пара

Вторинна пара

Коефіцієнт теплопередачі k, Вт/(м^2К)

Тиск, бар

Температура насичення tн1,С

Ентальпія пари hп, кДж/кг

Ентальпія конденсату hк, кДж/кг

Питомий об’єм конденсату 1 , м^3/кг

Об’єм конденсату за час досліду, V1, см^3

Тиск, бар

Температура С

Питомий обєм конденсату2, м^3/кг

Теплота пароутворення r2, кДж/кг

Об’єм конденсату за час досліду V2, см^3

манометричний, рм1

абсолютний, р1

манометричний, рм2

абсолютний, р2

насичення, tн2

конденсату у вимірнику, tк

І

1

2

3

Середнє значення

ІІ

1

2

3

Середнє значення

ІІІ

1

2

3

Середнє значення

де V₁ ― об’єм конденсату гріючої пари за час досліду, м³;  ― час досліду, с; ₁ ― питомий об’єм конденсату, м³/кг.

7.5.6. Площу поверхні теплообміну розраховують за її технічними характеристиками (на стенді):

F =  ℓ (nd + D),

де ℓ ― активна довжина або висота труб у випарнику в роботі, м; n і d ― відповідно кількість кип’ятильних труб та їх середній діаметр, м; D ― середній діаметр циркуляційної труби, м.

Температурний напір t знаходять за рівнянням (7.4) як різницю температур насичення гріючої та вторинної пари.

7.5.7. Тепловий потік Q₂, що виникає під час конденсації вторинної пари, визначають за масовою витратою конденсату вторинної пари G₂

Q₂ = G₂r₂,

де G₂ ― масова витрата, кг/с; r₂ ― теплота пароутворення за тиску вторинної пари, кДж/кг,

де V₂ ― середній об’єм конденсату вторинної пари за час досліду, м³;  ― час досліду, с; ₂ ― питомий обєм конденсату вторинної пари, м³/кг.

Конденсат вторинної пари має температуру t_к, меншу за температуру насичення t_н2, а тому його питомий об’єм визначають за абсолютним тиском вторинної пари р₂ і температурою конденсату у вимірнику t_к (табл.7.4).

7.5.8. Коефіцієнт корисної дії випарника визначають як відношення теплових потоків Q₂ та Q₁ :

7.5.9. Для кожного режиму розрахувати коефіцієнт теплопередачі і коефіцієнт корисної дії випарника. Дані занести до табл. 7.2.

Таблиця 7.2

Режим	t, К	Q1, кВт	k, Вт/(м^2К)	Q2, кВт	, %
1
2
3

7.5.10. Побудувати графіки залежностей k=f(t) та =f(t), проаналізувати їх і звернути увагу на фактори, що впливають на коефіцієнт теплопередачі.

7.5.11. Обчислюють густину потоку маси j та теплового потоку q₁ на боці де відбувається конденсація:

де G₁ ― масова витрата конденсату, кг/с, визначена в п. 7.5.5; F₁ ― поверхня нагріву, м²,

F₁=  Н (nd_з + D_з),

де Н ― висота труб у випарнику, м; n і d_з ― відповідно кількість кип’ятильних труб та їх зовнішній діаметр, м; D_з ― зовнішній діаметр циркуляційної труби, м.

7.5.12. Визначають коефіцієнт тепловіддачі при конденсації ₁

де температуру стінки взяти за вказівкою викладача.

7.5.13. Визначають величину q₂ на боці кипіння

де F₂ ― поверхня нагріву, м²; d_в ― внутрішній діаметр, м; D_в ― внутрішній діаметр циркуляційної труби, м.

7.5.14. З рівняння (7.7) визначити коефіцієнт тепловіддачі при розвинутому бульбашковому кипінні ₂

7.5.15. Визначити коефіцієнт теплопередачі за значеннями коефіцієнтів тепловіддачі від пари, що конденсується, до киплячої води через мідні трубки з _м=290 Вт/(мК) і товщиною =0,001 м за рівнянням (7.2). Порівняти з розрахунком з п. 7.5.3.