Wymiennik ciepła typu rura w rurze

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest eksperymentalne wyznaczenie współczynników przenikania ciepła w wymienniku ciepła typu rura w rurze dla dwóch różnych przepływów wody gorącej i odpowiadającym im rożnym warunkom przepływu wody zimnej.

2. Metodyka pomiarow:

Były dwie serie pomiarów. Pierwsza na rotametrze z gorącą woda wskazywała 600 działek, druga 300 działek. Następnie zmniejszaliśmy zakres działek na rotametrze z zimna woda od 500 do 100 (co 100) i odczytywaliśmy za każdym razem wartości temperatur wody gorącej i zimnej na wlocie i wylocie.

3. Obliczenia:

a) Obliczanie m_g- masowego natężenia przepływu dla rotametru z gorącą wodą [kg/s]:

m_g= 1,09*x_g

b) Obliczanie m_z- masowego natężenia przepływu dla rotametru z zimną wodą [kg/s]:

m_z= 0,9938*x_z

c) Obliczanie Q- cieplnego natężenia przepływu dla wody gorącej ze wzoru [kJ/s]:

Q= m*cp*(T1-T2)

d) Obliczanie k_d- współczynnika przenikania ciepła dla wody gorącej ze wzoru Pecleta:

k_d= Q/(A_m*∆T_m)

e) Obliczenie A_m= π*D*L i ∆T_m= (∆T₁-∆T₂)/ln(∆T₁/∆T₂), gdzie: ∆T₁= T₁-T₄ i ∆T₂= ∆T₂-∆T₃

gdzie:

x_g - liczba działek na rotametrze z gorącą wodą

x_z - liczba działek na rotametrze zimną wodą

T₁ - temperatura wody gorącej na wlocie

T₂ - temperatura wody gorącej na wylocie

T₃ - temperatura wody zimnej na wlocie
T₄ - temperatura wody zimnej na wylocie
c_p - ciepło właściwe płynu [J/kg⋅K]
∆T_m - średnia logarytmiczna temperatura
A_m - powierzchnia przekroju poprzecznego
k_d - współczynnik przenikania ciepła

4. Wnioski:

W wyniku przeprowadzonego doświadczenia oraz obliczeń dokonanych na podstawie danych doświadczalnych, można zauważyć wyraźną zależność miedzy cieplnym natężeniem przepływu wody gorącej a współczynnikiem przenikania ciepła. Zależności cieplnego natężenia przepływu od współczynnika przenikania jest to zależność ściśle liniowa. Wraz ze wzrostem cieplnego natężenia przepływu wzrasta wartość współczynnika przenikania.

---