sem VI WiK lab Wyznaczanie charakterystyki wymiennika krzyżowego

Akademia Górniczo – Hutnicza

im. Stanisława Staszica w Krakowie

Ćwiczenie nr 1: Wyznaczanie charakterystyki wymiennika krzyżowego.

Wentylacja i klimatyzacja, ćwiczenia laboratoryjne.

Prowadzący: dr inż. Rafał Łuczak

Wykonali:

Paweł Sobczak

Rafał Kramer

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

kierunek: Inżynierii Środowiska

studia zaoczne, rok III, semestr VI, grupa 2

Data wykonania ćwiczenia: 22 czerwiec 2014r.


1. Cel ćwiczenia. 3

2. Wzory i przykładowe obliczenia. 3

2.1. Gęstość powietrza na stanowisku pomiarowym. 3

2.2. Ciśnienie dynamiczne. 3

2.3. Wilgotność względna powietrza ϕ wywiewanego i zewnętrznego. 3

2.4. Średnia prędkość powietrza w przekroju odcinka pomiarowego. 4

2.5. Strumień powietrza wywiewanego i zewnętrzne. 4

2.6. Średnia temperatura powietrza zewnętrznego i wywiewanego z pomieszczenia. 4

2.7. Temperatura punktu rosy. 5

2.8. Ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia. 5

2.9. Ciśnienie cząstkowe pary wodnej. 5

2.10. Wilgotność właściwa powietrza. 5

2.11. Masowy strumień powietrza. 5

2.12. Masowy strumień powietrza suchego. 6

2.13. Entalpia właściwa powietrza. 6

2.14. Ilość odzyskanego ciepła. 6

2.15. Sprawność temperaturowa odzysku ciepła. 6

2.16. Sprawność całkowita odzysku ciepła. 7

3. Pomiary i wyniki obliczeń. 7

3.1. Parametry powietrza na stanowisku pomiarowym. 7

3.2. Wielkości zmierzone i obliczone. 8

4. Wykresy. 10

4.1. Wykres sprawności temperaturowej wymiennika w funkcji czasu, f(t)=η. 10

4.2. Wykres sprawności całkowitej wymiennika w funkcji czasu, f(t)=ηc. 11

4.3. Wykres sprawności średniej w funkcji ustawień obrotów wentylatorów. 12

4.4. Wykres zmiany temperatury powietrza w funkcji czasu. 12

4.5. Wykres zmiany temperatury (t2) powietrza w funkcji czasu, porównanie błędów pomiarów temperatury przez różne czujniki. 13

4.6. Wykres zmiany temperatury (t3) powietrza w funkcji czasu, porównanie błędów pomiarów temperatury przez różne czujniki. 14

5. Wnioski. 15

Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie sprawności temperaturowej krzyżowego wymiennika ciepła oraz sporządzenie odpowiednich wykresów zmienności temperatury strumieni powietrza po przejściu przez wymiennik współpracujący z instalacją klimatyzacyjną.

Wzory i przykładowe obliczenia.

Gęstość powietrza na stanowisku pomiarowym.


$$\rho = \frac{0,003484}{T_{s}} \bullet \left( p - 0,378 \bullet p_{w} \right),\ \lbrack kg/m^{3}\rbrack,$$

gdzie:

Ts – temperatura sucha na stanowisku pomiarowym, [K],

p – ciśnienie atmosferyczne powietrza, [Pa], p=989,1hPa,

pw – ciśnienie cząstkowe (prężności) pary wodnej w powietrzu, [Pa].


pw = pwn − 6, 77 • 10−4 • (tstw) • p,  [Pa],

gdzie:

pwn – ciśnienie cząstkowe (prężności) pary wodnej nasyconej, [Pa],

ts – temperatura sucha na stanowisku pomiarowym, [°C], ts=22,8°C,

tw – temperatura wilgotna na stanowisku pomiarowym, [°C], tw=17,2°C,.


$$p_{\text{wn}} = {610,6 \bullet 10}^{\frac{7,5 \bullet t_{w}}{237,29 + t_{w}}},\ \left\lbrack \text{Pa} \right\rbrack.$$

Wobec powyższego:


$$p_{\text{wn}} = {{610,6 \bullet 10}^{\frac{7,5 \bullet t_{w}}{237,29 + t_{w}}} = 610,6 \bullet 10}^{\frac{7,5 \bullet 17,2}{237,29 + 17,2}} = 1961,79\ \left\lbrack \text{Pa} \right\rbrack.$$


pw = pwn − 6, 77 • 10−4 • (tstw) • p = 1961, 79 − 6, 77 • 10−4 • (22,8−17,2) • 98910 = 1586, 8 [Pa].


$$\rho = \frac{0,003484}{T_{s}} \bullet \left( p - 0,378 \bullet p_{w} \right) = \frac{0,003484}{295,95} \bullet \left( 98910 - 0,378 \bullet 1586,8 \right) = 1,16\ \lbrack kg/m^{3}\rbrack.$$

Ciśnienie dynamiczne.

Ciśnienie dynamiczne pd odczytywane jest z przetwornika ciśnienia. Wyniki pomiarów zestawiono w tabeli pkt.4.2.

Wilgotność względna powietrza ϕ wywiewanego i zewnętrznego.

Wilgotność względna powietrza w kanele wywiewanym (ϕ2) i kanale powietrza zewnętrznego (ϕ3) odczytywana jest bezpośrednio z miernika cyfrowego. Wyniki pomiarów zestawiono w tabeli pkt.4.2.

Średnia prędkość powietrza w przekroju odcinka pomiarowego.


$$v_{sr} = 0,817\sqrt{\frac{2 \bullet p_{d}}{\rho}},\ \lbrack m/s\rbrack,$$

gdzie:

pd – ciśnienie dynamiczne, [Pa],

ρ – gęstość powietrza na stanowisku pomiarowym, [kg/m3], ρ=1,16 kg/m3.

Wobec powyższego:


$$v_{sr2} = 0,817\sqrt{\frac{2 \bullet p_{d2}}{\rho}} = 0,817\sqrt{\frac{2 \bullet 4,4}{1,16}} = 2,25\ m/s,$$


$$v_{sr3} = 0,817\sqrt{\frac{2 \bullet p_{d3}}{\rho}} = \sqrt{\frac{2 \bullet 9,1}{1,16}} = 3,24\ m/s.$$

Strumień powietrza wywiewanego i zewnętrzne.


$$\dot{V} = v_{sr} \bullet F,\ \lbrack m^{3}/s\rbrack,$$

gdzie:

F – pole przekroju poprzecznego przewodu doprowadzającego powietrze do wymiennika, [m2],


$$F = \frac{\pi \bullet d^{2}}{4},\ \left\lbrack m^{2} \right\rbrack,$$

gdzie:

d2, d3 – średnica przewodu, [m], d=0,1m.

Wobec powyższego:


$$F_{2} = \frac{\pi \bullet d^{2}}{4} = \frac{3,14 \bullet {0,1}^{2}}{4} = 0,0079\text{\ m}^{2},$$


$$F_{3} = \frac{\pi \bullet d^{2}}{4} = \frac{3,14 \bullet {0,1}^{2}}{4} = 0,0079\text{\ m}^{2},$$


$$\dot{V_{2}} = v_{sr2} \bullet F = {2,25 \bullet 0,0079 = 0,018\ m}^{3}/s,$$


$$\dot{V_{3}} = v_{sr3} \bullet F = {3,24 \bullet 0,0079 = 0,025\ m}^{3}/s.$$

Średnia temperatura powietrza zewnętrznego i wywiewanego z pomieszczenia.


$$t_{sr} = \frac{t_{3} + t_{2}}{2},\ \left\lbrack C \right\rbrack,$$

gdzie:

t3 – temperatura powietrza zewnętrznego, [°C],

t2 – temperatura powietrza wywiewanego, [°C].

Wobec powyższego:


$$t_{sr} = \frac{t_{3} + t_{2}}{2} = \frac{15,2 + 32,3}{2} = 23,75\ C.$$

Temperatura punktu rosy.


$$t_{R} = \left( 109,8 + t_{2} \right) \bullet \left( \frac{\varphi_{2}}{100} \right)^{0,125} - 109,8,\ \left\lbrack C \right\rbrack,$$

gdzie:

ϕ2 – wilgotność względna powietrza wywiewanego, [%],

Wobec powyższego:


$$t_{R2} = \left( 109,8 + t_{2} \right) \bullet \left( \frac{\varphi_{2}}{100} \right)^{0,125} - 109,8 = \left( 109,8 + 32,3 \right) \bullet \left( \frac{33,7}{100} \right)^{0,125} - 109,8 = 14,24C.$$

Ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia.


$$p_{\text{wn}}\left( t_{s} \right) = 610,6 \bullet 10^{\frac{7,5 \bullet t_{s}}{237,29 + t_{s}}},\ \left\lbrack \text{Pa} \right\rbrack.$$

Wobec powyższego:


$$p_{\text{wn}2}\left( t_{2} \right) = 610,6 \bullet 10^{\frac{7,5 \bullet t_{2}}{237,29 + t_{s}}} = 610,6 \bullet 10^{\frac{7,5 \bullet 32,3}{237,29 + 32,3}} = 4834,41\ Pa,$$


$$p_{\text{wn}3}\left( t_{3} \right) = 610,6 \bullet 10^{\frac{7,5 \bullet t_{3}}{237,29 + t_{s}}} = 610,6 \bullet 10^{\frac{7,5 \bullet 15,2}{237,29 + 15,2}} = 1726,87\ Pa,$$

Ciśnienie cząstkowe pary wodnej.


pw = φ • pwn,  [Pa].

Wobec powyższego:


$$p_{w2} = \varphi_{2} \bullet p_{\text{wn}2} = \frac{33,7}{100} \bullet 4834,41 = 1629,20\ Pa,$$


$$p_{w3} = \varphi_{3} \bullet p_{\text{wn}3} = \frac{50,9}{100} \bullet 1726,87 = 878,98\text{\ Pa.}$$

Wilgotność właściwa powietrza.


$$x = 0,622\frac{p_{w}}{p - p_{w}},\ \lbrack kg/kg\rbrack,$$

$x_{n} = 0,622\frac{p_{\text{wn}}}{p - p_{\text{wn}}},\ \lbrack kg/kg\rbrack.$ ???

Wobec powyższego:


$$x_{1} = 0,622\frac{p_{w1}}{p - p_{w1}} = 0,622\frac{1629,20\ }{98910 - 1629,20\ } = 0,0104\ kg/kg,$$


$$x_{2} = 0,622\frac{p_{w2}}{p - p_{w2}} = 0,622\frac{1629,20\ }{98910 - 1629,20\ } = 0,0104\ kg/kg,$$


$$x_{3} = 0,622\frac{p_{w3}}{p - p_{w3}} = 0,622\frac{878,98}{98910 - 878,98} = 0,0056\ kg/kg.$$

Masowy strumień powietrza.


$$\dot{m} = \dot{V} \bullet \rho,\ \lbrack kg/s\rbrack,$$


$$\rho = \frac{p \bullet (1 + x)}{462 \bullet (0,622 + x) \bullet T},\ \lbrack kg/m^{3}\rbrack.$$

Wobec powyższego:


$$\rho_{2} = \frac{p \bullet (1 + x_{2})}{462 \bullet (0,622 + x_{2}) \bullet T_{2}},\ = \frac{p \bullet (1 + 0,0104\ )}{462 \bullet \left( 0,622 + 0,0104\ \right) \bullet (32,3 + 273,15)} = \ = 1,1198\ \frac{\text{kg}}{m^{3}},$$


$$\rho_{3} = \frac{p \bullet (1 + x_{3})}{462 \bullet (0,622 + x_{3}) \bullet T_{3}},\ = \frac{p \bullet (1 + 0,0056)}{462 \bullet (0,622 + 0,0056) \bullet (15,2 + 273,15)} = \ = 1,1897\ kg/m^{3},$$


$$\dot{m_{2}} = \dot{V_{2}} \bullet \rho_{2} = 0,018 \bullet 1,1198\ \ = 0,02\ kg/s,$$


$$\dot{m_{3}} = \dot{V_{3}} \bullet \rho_{3} = 0,025 \bullet 1,1897 = 0,03\ kg/s.$$

Masowy strumień powietrza suchego.


$$\dot{m_{\text{ps}}} = \frac{\dot{m}}{1 - x},\ \lbrack kg/s\rbrack.$$

Wobec powyższego:


$$\dot{m_{ps2}} = \frac{{\dot{m}}_{2}}{1 - x_{2}} = \frac{0,02\ }{1 - 0,0104} = 0,02\ kg/s,$$


$$\dot{m_{ps3}} = \frac{{\dot{m}}_{3}}{1 - x_{3}} = \frac{0,03}{1 - 0,0056} = 0,0305\ kg/s.$$

Entalpia właściwa powietrza.


h = 1, 005 • t + x • (1,84•t+2501),  [kJ/kg].

Wobec powyższego:


h2 = 1, 005 • t2 + x2 • (1,84•t2+2501) = 1, 005 • 32, 3 + 0, 00594  • (1,84•32,3+2501) = 47, 66 kJ/kg,


h3 = 1, 005 • t3 + x3 • (1,84•t3+2501) = 1, 005 • 15, 2 + 0, 00901 • (1,84•15,2+2501) = 38, 06 kJ/kg,

natomiast wartość entalpii właściwej h1 powietrza nawiewanego do pomieszczenia obliczamy z zasady zachowania masy i energii:


$$h_{1} = \frac{h_{2} \bullet {\dot{m}}_{2} + h_{3} \bullet {\dot{m}}_{3}}{{\dot{m}}_{2} + {\dot{m}}_{3}} = \frac{2,5335 \bullet 0,01984 + 2,5163 \bullet 0,03031}{0,01984 + 0,03031} = 41,87\ kJ/kg.$$

Ilość odzyskanego ciepła.


$$Q = \dot{m_{\text{ps}}}\left( h_{1} - h_{3} \right),\lbrack kJ/s\rbrack,$$

gdzie:

h1 – entalpia właściwa powietrza nawiewanego do pomieszczenia, [kJ/kg],

h3 – entalpia właściwa powietrza zewnętrznego, [kJ/kg].

Wobec powyższego:


$$Q = \dot{m_{ps2}}\left( h_{1} - h_{3} \right) = 0,02 \bullet \left( 41,87 - 38,06 \right) = 0,07611\ kJ/s.$$

Sprawność temperaturowa odzysku ciepła.


$$\eta = \frac{t_{1} - t_{3}}{t_{2} - t_{3}} \bullet 100\%,\ \left\lbrack \% \right\rbrack.$$

Wobec powyższego:


$$\eta = \frac{t_{1} - t_{3}}{t_{2} - t_{3}} \bullet 100\% = \frac{21,0 - 15,2}{32,3 - 15,2} \bullet 100\% = 33,92\ \%.$$

Sprawność całkowita odzysku ciepła.


$$\eta_{c} = \frac{h_{1} - h_{3}}{h_{2} - h_{3}} \bullet 100\%,\ \left\lbrack \% \right\rbrack.$$

Wobec powyższego:


$$\eta_{c} = \frac{h_{1} - h_{3}}{h_{2} - h_{3}} \bullet 100\% = \frac{41,87 - 38,06}{47,66 - 38,06} \bullet 100\% = 39,67\ \%.$$

Pomiary i wyniki obliczeń.

Parametry powietrza na stanowisku pomiarowym.

Temperatura powietrza na stanowisku pomiarowym Ciśnienie
powietrza
Gęstość
powietrza
sucha wilgotna
ts tm p
[°C] [K] [°C]
22,8 295,95 17,2

Wielkości zmierzone i obliczone.

L.p. Temperatura powietrza Temp.
pkt. rosy
Wilgotność względna Ciś. cząstkowe
pary wodnej
Wilgotność właściwa Gęstość powietrza
t1 t2 t3 tśr(2,3) t4 tR2
°C °C [%] [Pa] [kg/kg] [kg/m3]
Minimalne obroty wentylatora wymiennika
1. 21,0 32,3 15,2 23,8 26,5 14,24
2. 21,0 32,3 15,2 23,8 26,5 14,14
3. 21,0 32,4 15,1 23,8 26,5 14,14
4. 21,0 32,5 15,1 23,8 26,6 14,18
5. 21,0 32,5 15,1 23,8 26,6 14,23
6. 21,0 32,6 15,1 23,9 26,7 14,17
7. 21,1 32,7 15,1 23,9 26,7 14,31
8. 21,1 32,8 15,2 24,0 26,8 14,35
9. 21,2 32,9 15,2 24,1 26,9 14,34
10. 21,2 33,0 15,2 24,1 26,9 14,24
11. 21,4 32,9 15,5 24,2 27,2 14,53
12. 21,9 32,9 15,8 24,4 27,6 14,48
Normalne obroty wentylatora wymiennika
1. 22,4 33,0 16,0 24,5 28,0 14,38
2. 22,9 33,2 16,2 24,7 28,4 14,41
3. 23,1 33,2 16,3 24,8 28,7 14,60
4. 23,3 33,3 16,4 24,9 28,8 14,54
5. 23,3 33,8 16,2 25,0 28,9 14,93
6. 22,8 34,5 15,6 25,1 28,8 15,10
7. 22,6 34,8 15,5 25,2 28,8 15,11
8. 22,6 35,0 15,4 25,2 28,9 15,08
9. 22,5 35,1 15,4 25,3 28,9 15,11
10. 22,5 35,2 15,4 25,3 28,9 15,20
11. 22,5 35,2 15,4 25,3 28,9 15,20
12. 22,5 35,3 15,4 25,4 29,0 15,18
Maksymalne obroty wentylatora wymiennika
1. 23,1 35,4 15,5 25,5 29,1 14,80
2. 24,0 35,6 15,9 25,8 29,7 14,97
3. 24,4 35,7 16,1 25,9 29,9 14,90
4. 24,6 35,8 16,1 26,0 30,1 14,98
5. 24,7 35,8 16,2 26,0 30,2 14,82
6. 25,0 35,9 16,7 26,3 30,4 14,85
7. 25,5 35,9 17,4 26,7 30,8 14,74
8. 25,7 35,8 17,6 26,7 30,9 14,77
9. 25,8 35,8 17,6 26,7 31,0 14,71
10. 25,9 35,8 17,5 26,7 31,0 14,77
11. 25,9 35,7 17,5 26,6 31,0 14,68
12. 25,9 35,6 17,5 26,6 31,0 14,65
L.p. Ciśnienie
dynamiczne
Prędkość
powietrza
Wydatek przepływu
powietrza
Wydatek masowy
powietrza
Wydatek masowy
pow. suchego
Entalpia Strumień
ciepła
Spraw-
ność
temp.
Spraw-
ność
całk.
pd2 pd3 vśr2 vśr3 V2 V3 2 3 ps2
[Pa] [m/s] [m3/s] [kg/s] [kg/s] [kJ/kg] [kJ/s] [%] [%]
Minimalne obroty wentylatora wymiennika
1. 4,40 9,10 2,25 3,24 0,018 0,025 0,01987 0,03021 0,0200
2. 3,60 9,20 2,04 3,26 0,016 0,026 0,01797 0,03038 0,0181
3. 3,00 9,00 1,86 3,22 0,015 0,025 0,01640 0,03005 0,0165
4. 3,10 8,20 1,89 3,08 0,015 0,024 0,01667 0,02869 0,0168
5. 5,20 8,30 2,45 3,09 0,019 0,024 0,02158 0,02886 0,0217
6. 5,70 8,10 2,56 3,06 0,020 0,024 0,02259 0,02851 0,0227
7. 4,90 8,40 2,38 3,11 0,019 0,024 0,02094 0,02903 0,0211
8. 4,00 8,30 2,15 3,09 0,017 0,024 0,01891 0,02885 0,0190
9. 3,10 7,60 1,89 2,96 0,015 0,023 0,01664 0,02761 0,0167
10. 2,90 8,60 1,83 3,15 0,014 0,025 0,01609 0,02937 0,0162
11. 8,70 7,70 3,17 2,98 0,025 0,023 0,02788 0,02776 0,0280
12. 9,10 7,20 3,24 2,88 0,025 0,023 0,02852 0,02682 0,0287
Normalne obroty wentylatora wymiennika
1. 21,20 17,30 4,95 4,47 0,039 0,035 0,04351 0,04152 0,0438
2. 21,00 17,30 4,92 4,47 0,039 0,035 0,04328 0,04150 0,0435
3. 20,70 16,80 4,89 4,40 0,038 0,035 0,04297 0,04088 0,0432
4. 20,60 17,50 4,87 4,49 0,038 0,035 0,04285 0,04171 0,0431
5. 15,40 17,30 4,21 4,47 0,033 0,035 0,03699 0,04151 0,0372
6. 15,30 16,80 4,20 4,40 0,033 0,035 0,03679 0,04098 0,0370
7. 14,50 16,70 4,09 4,39 0,032 0,034 0,03578 0,04087 0,0360
8. 13,40 16,50 3,93 4,36 0,031 0,034 0,03438 0,04063 0,0346
9. 13,60 16,80 3,96 4,40 0,031 0,035 0,03462 0,04100 0,0348
10. 14,40 16,70 4,08 4,39 0,032 0,034 0,03562 0,04088 0,0358
11. 15,00 16,20 4,16 4,32 0,033 0,034 0,03635 0,04026 0,0365
12. 14,50 16,20 4,09 4,32 0,032 0,034 0,03573 0,04026 0,0359
Maksymalne obroty wentylatora wymiennika
1. 45,60 40,80 7,25 6,86 0,057 0,054 0,06334 0,06383 0,0637
2. 45,00 41,10 7,20 6,89 0,057 0,054 0,06289 0,06398 0,0632
3. 45,00 40,80 7,20 6,86 0,057 0,054 0,06287 0,06371 0,0632
4. 46,90 40,80 7,36 6,86 0,058 0,054 0,06416 0,06371 0,0645
5. 46,90 40,80 7,36 6,86 0,058 0,054 0,06416 0,06369 0,0645
6. 48,00 39,80 7,44 6,78 0,058 0,053 0,06489 0,06279 0,0652
7. 47,80 40,80 7,43 6,86 0,058 0,054 0,06476 0,06344 0,0651
8. 46,40 40,90 7,32 6,87 0,057 0,054 0,06382 0,06347 0,0641
9. 45,10 41,00 7,21 6,88 0,057 0,054 0,06292 0,06355 0,0632
10. 47,10 45,00 7,37 7,20 0,058 0,057 0,06430 0,06660 0,0646
11. 48,80 41,40 7,50 6,91 0,059 0,054 0,06547 0,06388 0,0658
12. 49,80 39,30 7,58 6,73 0,060 0,053 0,06616 0,06224 0,0665

Wykresy.

Wykres sprawności temperaturowej wymiennika w funkcji czasu, f(t)=η.

Wykres sprawności całkowitej wymiennika w funkcji czasu, f(t)=ηc.

Wykres sprawności średniej w funkcji ustawień obrotów wentylatorów.

  Obroty wentylatora
min.
0
ηc 41,00

Wykres zmiany temperatury powietrza w funkcji czasu.

Wykres zmiany temperatury (t2) powietrza w funkcji czasu, porównanie błędów pomiarów temperatury przez różne czujniki.

Wykres zmiany temperatury (t3) powietrza w funkcji czasu, porównanie błędów pomiarów temperatury przez różne czujniki.

Wnioski.

Analizując wykres sprawności temperaturowej wymiennika w zależności od ustawień obrotów wentylatora zauważamy, że najwyższą sprawność wymiennik osiągnął przy maksymalnych obrotach wentylatora – od początku pracy, aż do ostatniej minuty. Można wyciągnąć z tego prosty wniosek, że im dłużej pracuje wymiennik i im wyższe obroty wentylatora, tym wyższą osiąga sprawności. Niestety, jeżeli przyjrzymy się zarejestrowanym wartościom temperatur powietrza zewnętrznego t3 zauważymy, że w miarę upływu czasu rośnie, w przeciwieństwie do przypadków, gdy obroty wentylatora, ustawione były na minimalne i normalne (temp. utrzymywały się na mniej więcej jednym, niższym poziomie). Wynika z tego, że sprawność temperaturowa wymiennika zależy głównie od parametrów powietrza zewnętrznego. Im wyższa jego temperatura, tym wyższa sprawność temperaturowa. Nie wpływa na nią; ani czas pracy wymiennika, ani prędkość przepływu powietrza przez wymiennik.

Wykresy sprawności całkowitych, w funkcji czasu, z podziałem na prędkości obrotowe wentylatora wskazują na to, że największe wartości sprawności wymiennika osiągnięto gdy obroty wentylatora były ustawione na maksymalne i normalne. Najniższe wartości sprawności wykazywał wymiennik przy minimalnych obrotach wentylatora. Poszczególne spadki wartości sprawności na wszystkich krzywych spowodowane były zmianami parametrów przepływu powietrza przez wymiennik – spadkami ciśnienia dynamicznego powietrza wywiewanego z pomieszczenia pd2. Przy tych samych obrotach wentylatora, ciśnienie dynamiczne powietrza zewnętrznego zachowuje podobne wartości, lecz im większe obroty tym te wartości są wyższe. Wynika z tego, że spadki sprawności (przy różnych obrotach wentylatora) były spowodowane, prawdopodobnie zakłóceniami na wylocie powietrza z pomieszczenia – spadkami parametrów przepływu – ciśnienia dynamicznego pd2. Sama prędkość wentylatora nie wpływała znacząco na wartość sprawności. Zakłócenia na wylocie powietrza z pomieszczenia najprawdopodobniej spowodowane były przez obecność ludzi, ciągłe ich przemieszczanie się, wymiennik znajdował się w pobliżu drzwi i były one kilka razy otwierane powodując niewielki przeciąg. Ponad to prowadzący zajęcia, kilkukrotnie manewrował wlotami i wlotami z wymiennika.

Wykresy temperatur w czasie wykazują trend wzrostowy i potwierdzają wnioski wyciągnięte z pierwszego wykresu, tzn. sprawność temperaturowa wymiennika zależy głównie od parametrów powietrza zewnętrznego, i że na wysokość temperatury powietrza nawiewanego do pomieszczenia ma większy wpływ wartość temperatury powietrza zewnętrznego niż wywiewanego. Na wykresie, między około 28 minutą, a 35 pracy wymiennika, widzimy, że temperatura powietrza zewnętrznego rośnie, a wywiewanego nieznacznie maleje, to wartość powietrza nawiewanego do pomieszczenia mimo to również rośnie. Patrząc dalej (36min÷43min) w momencie, gdy temperatura powietrza zewnętrznego spada oraz wywiewanego rośnie to wartość powietrza nawiewanego do pomieszczenia również spada. Wynika z tego, że wymiennik posiada swoją stałą moc cieplną zależną od parametrów powietrza zewnętrznego.

Należy dodać, w kwestii technicznej, parametry powietrza rozpoczęto notować od 19-stej minuty pracy wymiennika i programu komputerowego. Stąd różnica w wartościach minut na wykresach temperatur i sprawności. 19-sta minuta pracy wymiennika na wykresie temperatur jest pierwszą minutą na wykresie sprawności i zanotowaną przez grupę. Nie ma to żadnego znaczenia na wartości wyliczone oraz przebiegi wykresów.

W sprawozdaniu wyliczono również temperaturę punktu rosy powietrza wywiewanego z pomieszczenia. Temperatura powietrza wywiewanego z pomieszczania nie może być równa temperaturze powietrza zewnętrznego, ponieważ w trakcie pracy wymiennika może dojść do wykroplenia pary wodnej. Jest to zjawisko niekorzystne obniżające sprawność wymiennika i wzrost oporów przepływu powietrza (dalszy spadek sprawności). Znajomość wartości tej temperatury jest niezbędna przy projektowaniu układów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Ostatnie dwa wykresy przedstawiają zestawienie wartości temperatur zanotowanych przez grupę oraz zarejestrowanych przez komputer. Osobny wykres dla temperatur powietrza wywiewanego i osobny dla powietrza zewnętrznego. Na wykresach przedstawiono również wartości odchyleń standardowych: dla obu serii pomiarów temperatury powietrza wywiewanego z pomieszczenia odchylenie standardowe wynosi 2,0871, natomiast odchylenie standardowe dla wartości temperatur powietrza zewnętrznego wynosi 2,3667. Wartości błędów wynikają z zastosowania dwóch różnego rodzaju czujników oraz z tego, że rejestracja „komputerowa” oraz prowadzona przez grupę nie była wykonana dokładnie w tym samym czasie.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
sem VI WiK lab Wyznaczanie charakterystyki wymiennika krzyżowego
sem VI WiK lab Wyznaczanie charakterystyki wymiennika krzyżowego 04
sem VI WiK lab Wyznaczanie charakterystyki wymiennika krzyżowego
sem VI WiK lab Wyznaczanie charakterystyki wymiennika krzyżowego 05
sem VI WiK lab cw1
Ćwiczenie 1. Wyznaczanie charakterystyki wymiennika krzyżowego 3
sem VI WiK lab cw2
sem VI WiK lab cw3
sem VI WiK lab cw2
sem VI WiK lab cw3
sem VI WiK lab cw2 02
sem VI WiK lab cw2
sem VI WiK lab cw3 03
sem VI WiK lab cw3

więcej podobnych podstron