Описание установки

Элемент стального рекуператора представляет собой трубу (1) из нержавеющей стали длиной 710 мм, внутренним диаметром 25 мм. Труба заполнена крестообразно вваренными 28-ю стержнями диметром 10 мм. За счет этих стержней общая поверхность теплообмена составляет F = 6,5210^-2 м².

Рекуператор помещен в трубчатую электропечь (2). На входной конец рекуператора навинчен радиатор (3) со штуцером для подсоединение резинового шланга подачи воздуха. Расход воздуха измеряется по дисковой диафрагме (4) в комплекте с U-образным дифманометром (5).

На выходном конце рекуператора установлена латунная камера (6), снабженная гнездом для размещения приборов, измеряющих температуру воздуха. Температура может измеряться либо тонкой хромель-алюмелевой термопарой в комплекте с милливольтметром (7), либо ртутным термометром (8).

Температура наружной поверхности рекуператора измеряется и регулируется платинородий-платиновой термопарой, в комплекте с регулирующим милливольтметром (9). Предварительная установка заданной температуры производится с помощью автотрансформатора (10) по величине тока питания печи, измеряемого амперметром (11).

П орядок выполнения работы

Ознакомиться с теоретическими сведениями о принципе работы регенераторов и рекуператоров.

Ознакомиться с деталями схемы лабораторной установки.

Включить печь. Установить значение токовой нагрузки не более 7 А (по показаниям амперметра). Зафиксировать значение наружной поверхности рекуператора по показаниям милливольтметра. Температура не должна превышать 750С.

Включить подачу воздуха, установив напряжение на трансформаторе воздуходувки 100 вольт. По показаниям U-образного манометра замерить давление на дросселе h [мм вод. ст.]. В этом режиме подавать воздух до достижения постоянного значения температуры воздуха t_возд, с контролем по милливольтметру или термометру. Зафиксировать это значение t_возд. Повторить все операции при напряжении на трансформаторе воздуходувки от 100 до 220 вольт, каждый раз выдерживая систему до равновесного состояния, т.е. до постоянства t_возд.

Результаты измерений занести в таблицу по форме.

№	Напряжение, В	Расход воздуха		tвозд	Re	Nu	С
		h	

Количество дутья рассчитывается по уравнению:

 = К_д

где К_д – коэффициент диафрагмы, который определяется предварительной калибровкой данной дисковой диафрагмы или рассчитывается (см. приложение); h – перепад давления на дисковой диафрагме.

На основании выполненных экспериментов, используя данные справочной таблицы, выполнить расчеты для нескольких режимов эксперимента. Q_возд =  t_в,

где  – расход воздуха; – удельная теплоемкость воздуха при t_возд, t_возд – равновесная температура воздуха;  – расчетное время эксперимента. Имеем: Q = F, где F – поверхность теплообмена (F = 6,5210^-2), м²;  = 1 час.

Таким образом, =

или =15,3 , кДж/мчасС

Проходное сечение трубы рекуператора определим как разность между ее свободным сечением и площадью, занятой перекрещивающимися стержнями:  = (49010^-6 – 40010^-6) = 9010^-6 м².

Скорость воздуха в проходном сечении:

W_t = _t/,

где _t – расход воздуха при средней температуре t_ср = (20+ t_возд)/2:

_t = ₀ (273 + t_ср)/273

Вычисляется значение критериев Рейнольдса и Нуссельта

Re = , Nu =

где _t – коэффициент теплопроводности газа, _t – кинематическая вязкость при t_ср; D – условный гидравлический диаметр (примем D = 2510^-3 м).

Полученные экспериментальные значения сопоставить с критериальным уравнением Михеева, выразив коэффициент С:

С = = Const.

Высказать соображения о сходимости или различии полученных результатов.