Paulina Bała 212232
Anna Dul212332
Filip Frydrych 212285
Patrycja Głuszak 212260
Dorota Wodzyńska201259

SPRAWOZDANIE

Temat ćwiczenia: Wymiennik ciepła typu "rura w rurze" - wyznaczanie współczynników wnikania i przenikania ciepła.

Data wykonania ćwiczenia: 12.11.2015 godz. 11-14

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynników wnikania i przenikania ciepła w przeciwprądowym wymienniku ciepła typu "rura w rurze" i porównanie wartości doświadczalnych z obliczonymi teoretycznie.

2. Metodyka badań:

Podczas ćwiczenia mierzona była temperatura wody ciepłej oraz zimnej na wlocie i wylocie. Przepływ wody ciepłej pozostawał bez zmian - na poziomie 2l/h przy pomiarze pierwszym oraz 1l/h przy pomiarze drugim. Przepływ wody zimnej zmienialiśmy w przedziale 1-2l/h co 0,1. Zmierzone temperatury pozwoliły obliczyć nam doświadczalny współczynnik przenikania.

3. Tabele:

Tabela pomiarów:

Przepływ wody gorącej [l/min]	Przepływ wody zimnej [l/min]	Temp. na wlocie wody gorącej [K]	Temp. na wylocie wody gorącej [K]	Temp. na wlocie wody zimnej [K]	Temp. na wylocie wody zimnej [K]	Różnica temp. dla wody gorącej [K]	Różnica temp. dla wody zimnej [K]	Różnica temp. wody gorącej i zimnej [K]
Pomiar 1
2	1	321,6	316,9	290,9	301,8	30,7	15,1	50,62282
	1,1	321,1	316,3	290,4	300,9	30,7	15,4	51,06508
	1,2	320,8	315,8	290,1	300	30,7	15,8	51,6498
	1,3	320,3	315,3	289,8	299,1	30,5	16,2	52,04072
	1,4	319,7	314,5	289,4	298	30,3	16,5	52,28091
	1,5	319,2	314	289,1	297,3	30,1	16,7	52,37443
	1,6	318,7	313,4	288,9	296,5	29,8	16,9	52,36887
	1,7	318	312,6	288,7	295,7	29,3	16,9	51,88699
	1,8	317,5	312,2	288,6	295,4	28,9	16,8	51,36073
	1,9	316,8	311,5	288,5	294,8	28,3	16,7	50,63955
	2	316,3	311	288,5	294,5	27,8	16,5	49,87622
Pomiar 2
1	1	315,3	309,1	288,7	295,8	26,6	13,3	44,18164
	1,1	315	309	288,7	295,4	26,3	13,6	44,34097
	1,2	314,8	308,6	288,7	294,7	26,1	13,9	44,58645
	1,3	314,6	308,4	288,7	294,5	25,9	13,9	44,39759
	1,4	314,4	308,1	288,6	293,9	25,8	14,2	44,73042
	1,5	314	307,6	288,6	293,5	25,4	14,1	44,20718
	1,6	313,8	307,4	288,5	293,3	25,3	14,1	44,11161
	1,7	313,6	307,2	288,5	292,9	25,1	14,3	44,20112
	1,8	313,2	306,8	288,4	292,6	24,8	14,2	43,77211
	1,9	312,8	306,4	288,4	292,2	24,4	14,2	43,38552
	2	312,1	305,8	288,3	291,9	23,8	13,9	42,387

Tabela z wynikami doświadczalnymi:

Pomiar 1
Q [W]
656,4177
670,384
698,3167
698,3167
726,2493
726,2493
740,2157
754,182
740,2157
740,2157
740,2157

Tabela z wynikami teoretycznymi:

Prg	Prz	wg [m/s]	wz [m/s]	ReG	ReZ	NuG	NuZ	αG	αZ	1/kd [m^2*K/W]	kd [W/m^2*K]
Pomiar 1
6,983167	6,983167	0,004246	5,307856	42,46285	10615,71	25,29954	2096,354	1517,972	628906,2	0,000719	1390,459
6,983167	6,983167	0,004246	5,838641	42,46285	11677,28	25,29954	2262,449	1517,972	678734,7	0,000719	1390,685
6,983167	6,983167	0,004246	6,369427	42,46285	12738,85	25,29954	2425,547	1517,972	727664	0,000719	1390,876
6,983167	6,983167	0,004246	6,900212	42,46285	13800,42	25,29954	2585,945	1517,972	775783,6	0,000719	1391,041
6,983167	6,983167	0,004246	7,430998	42,46285	14862	25,29954	2743,892	1517,972	823167,7	0,000719	1391,185
6,983167	6,983167	0,004246	7,961783	42,46285	15923,57	25,29954	2899,597	1517,972	869879,1	0,000719	1391,311
6,983167	6,983167	0,004246	8,492569	42,46285	16985,14	25,29954	3053,238	1517,972	915971,4	0,000719	1391,423
6,983167	6,983167	0,004246	9,023355	42,46285	18046,71	25,29954	3204,969	1517,972	961490,6	0,000719	1391,523
6,983167	6,983167	0,004246	9,55414	42,46285	19108,28	25,29954	3354,924	1517,972	1006477	0,000719	1391,613
6,983167	6,983167	0,004246	10,08493	42,46285	20169,85	25,29954	3503,221	1517,972	1050966	0,000719	1391,694
6,983167	6,983167	0,004246	10,61571	42,46285	21231,42	25,29954	3649,965	1517,972	1094989	0,000719	1391,769
Pomiar 2
6,983167	6,983167	0,002123	0,00553	21,23142	11,0595	14,53077	8,623703	871,8462	2587,111	0,001592	628,0041
6,983167	6,983167	0,002123	0,006083	21,23142	12,16545	14,53077	9,306962	871,8462	2792,088	0,001564	639,3986
6,983167	6,983167	0,002123	0,006636	21,23142	13,2714	14,53077	9,977891	871,8462	2993,367	0,00154	649,3984
6,983167	6,983167	0,002123	0,007189	21,23142	14,37735	14,53077	10,63772	871,8462	3191,315	0,001519	658,2563
6,983167	6,983167	0,002123	0,007742	21,23142	15,4833	14,53077	11,28746	871,8462	3386,238	0,001501	666,1658
6,983167	6,983167	0,002123	0,008295	21,23142	16,58925	14,53077	11,92798	871,8462	3578,393	0,001485	673,2783
6,983167	6,983167	0,002123	0,008848	21,23142	17,6952	14,53077	12,56	871,8462	3768,001	0,001471	679,7138
6,983167	6,983167	0,002123	0,009401	21,23142	18,80115	14,53077	13,18417	871,8462	3955,252	0,001459	685,5686
6,983167	6,983167	0,002123	0,009954	21,23142	19,9071	14,53077	13,80104	871,8462	4140,312	0,001447	690,9215
6,983167	6,983167	0,002123	0,010507	21,23142	21,01305	14,53077	14,41108	871,8462	4323,325	0,001437	695,837
6,983167	6,983167	0,002123	0,01106	21,23142	22,119	14,53077	15,01474	871,8462	4504,422	0,001428	700,369

4. Wykresy zależności k_d = f(Re_Z)

5. Przykładowe obliczenia:

6. Wnioski:

Największą zmianę temperatur można zaobserwować przy najmniejszym przepływie wody zimnej oraz przy większym przepływie wody gorącej. W obu przypadkach dla wody zimnej przepływ jest turbulentny, a dla wody gorącej laminarny. Również w obu przypadkach wyniki obliczone na podstawie pomiarów są niższe, od tych wyznaczonych teoretycznie. Wpływ na to mogą mieć różne czynniki np. ciśnienie, lepkość wody, która jest zależna od temperatury. Wymiennik ciepła typu "rura w rurze" jest mało wydajnym wymiennikiem ciepła, ponieważ powierzchnia wymiany ciepła jest mniejsza niż powierzchnia płaszcza.