IV. Порядок выполнения работы

После ознакомления с установкой включается центробежный насос 13, а затем подогреватель 12. Когда температура воды в контуре повысится до 70... …80^оС, при полностью открытой заслонке 10 включается вентилятор 1. После установления стационарного режима работы установки снимают показания всех измерительных приборов и заносят их в протокол наблюдений (форма 1).

Изменяя положение заслонки 10, аналогично проводят еще два опыта. Установление стационарного режима определяют по температуре воды на входе и выходе из теплообменника.

В каждом опыте измеряются: атмосферное давление ρ_а, разность уровней жидкости в дифманометрах h₁, h₂ и h, температуры воды на входе и выходе из теплообменника соответственно t₁' и t₁'', температуры воздуха на входе и выходе из теплообменника соответственно t₂' и t₂''.

Форма 1 Протокол испытаний рекуперативного теплообменника

Номер опыта	ρа, кПа	h1, м	h2, м	h, м	t1', ^оС	t1'', ^оС	t2', ^оС	t2'', ^оС
1
2
3

При обработке опытных данных определяются расходы воздуха и воды в установке, количество теплоты, отданное водой и полученное воздухом в теплообменнике в единицу времени, а также все остальные величины, необхо-димые для определения коэффициента теплопередачи и энергетических харак-теристик теплообменника.

Массовый расход воды G₁ определяется по уравнению

G₁ = 3,48α₁d₁² h₁ρ₁ρ_h1, кг/с, (1)

где α₁ - коэффициент расхода диафрагмы;

h₁ - разность уровней рабочей жидкости в дифманометре, м;

ρ₁ - плотность воды, циркулирующей в контуре, кг/м³,

ρ_h1 - плотности рабочей жидкости в дифманометре, кг/м³;

d₁ - диаметр отверстия диафрагмы, м.

Плотность воды ρ₁ в уравнении (1) определяется при температуре t₁', значение которой взяты из справочных данных (приложение 1). При использо-вании ртути в качестве рабочей жидкости в дифманометре можно принять ρ_h1 = 13 600 кг/м³.

Количество теплоты Q₁, отданное водой в единицу времени в тепло-обменнике,

Q₁ = G₁с₁ (t₁' - t₁''), кВт. (2)

Здесь удельная теплоемкость воды с₁ определяется из справочных данных (приложение 1) при средней температуре воды

t₁ = 0,5 (t₁' + t₁''). (3)

Массовый расход воздуха G₂ определяется по показаниям дифманомет-

ра 16:

G₂ = 3,48α₂d₂² h₂ρ₂ρ_h2, кг/с. (4)

Плотность воды ρ_h2, являющейся рабочей жидкостью в этом дифмано-метре, определяется при температуре t₂' и плотности воздуха перед диафрагмой

ρ₂ = ρ₀ (5)

где ρ_о - плотность воздуха при нормальных физических условиях, равная

1,293 кг/м³;

Т_о = 273 К, р_о = 101,3 кПа, Т₂' = 273+t₂', К.

Количество теплоты Q₂, принятое воздухом в единицу времени в тепло-обменике,

Q₂ = G₂с₂ (t₂'' – t₂'), кВт. (6)

Удельная теплоемкость воздуха С₂ берется из справочных данных (приложение 2) при средней температуре воздуха

t₂' = 0,5 (t₂' + t₂''). (7)

Коэффициент η_п, учитывающий потери теплоты в теплообменнике,

= . (8)

Средняя разность температур Δ воды и воздуха в теплообменнике,

Δ = ₁ - ₂ · K. (9)

Коэффициент теплопередачи R теплообменника, отнесенный к полной по-верхности теплообменника,

R = 10^зQ₂ / F Δ , Вт / (м²·К), (10)

где F - площадь ребристой поверхности теплообменника, равная площади ребер

и площади стенок трубок в промежутках между ребрами, м².

Потери давления Δρ воздуха при прохождении его через теплообменник

Δρ = gh (ρ_h – ρ₂), Па. (11)

В качестве рабочей жидкости в дифманометре 3 используется вода, плот-ность которой ρ_h определяется при температуре t₂'.

Аэродинамическая мощность N, затрачиваемая на преодоление аэроди-намического сопротивления теплообменника,

N = 10^-3 Δρ G₂ / ρ₂, кВт. (12)

Энергетический коэффициент Е теплообменника

Е = Q₂ / N. (13)