Tabela zawierająca wyniki pomiarów (odczytywane co 5 minut)
Współprąd |
||||||
Nr pomiaru |
Woda gorąca A |
Woda zimna B |
||||
|
Wskazania przepływomierza |
Dopływ tA1 [̊C] |
Wypływ tA2 [̊C] |
Wskazania przepływomierza |
Dopływ tB1 [̊C] |
Wypływ tB2 [̊C] |
1 |
2155 |
44 |
33 |
1750 |
10 |
19 |
2 |
2171 |
44 |
33 |
1722 |
10 |
19 |
3 |
2155 |
44 |
33 |
1750 |
10 |
19 |
4 |
2159 |
44 |
33 |
1707 |
10 |
19 |
Średnia |
2160 |
44 |
33 |
1732 |
10 |
19 |
Przeciwprąd |
||||||
Nr pomiaru |
Woda gorąca A |
Woda zimna B |
||||
|
Wskazania przepływomierza |
Dopływ tA1 [̊C] |
Wypływ tA2 [̊C] |
Wskazania przepływomierza |
Dopływ tB2 [̊C] |
Wypływ tB1 [̊C] |
1 |
2038 |
45 |
31 |
1933 |
10 |
19 |
2 |
2132 |
45 |
32 |
1711 |
10 |
20 |
3 |
2179 |
44 |
32 |
1785 |
10 |
20 |
4 |
2147 |
44 |
33 |
1800 |
10 |
20 |
5 |
2132 |
44 |
33 |
1765 |
10 |
20 |
6 |
2151 |
44 |
33 |
1703 |
10 |
20 |
Średnia |
2130 |
44 |
32 |
1783 |
10 |
20 |
Średnia temperatura każdego czynnika
tAśr=
[̊C] tBśr=
[̊C]
-współprąd
tAśr=
[̊C] tBśr=
[̊C]
-przeciwprąd
tAśr=
[̊C] tBśr=
[̊C]
Właściwości fizyczne wody dla średnich temperatur każdego czynnika
Lp. |
Wielkość |
Symbol |
Wymiar |
Czynnik A |
Czynnik B |
||
|
|
|
|
Numer pomiaru |
Numer pomiaru |
||
|
|
|
|
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
Średnia temperatura |
tśr |
[̊C] |
50,33 |
45,50 |
20,67 |
19,50 |
2 |
Gęstość |
ρ |
kg/m3 |
988 |
990,1 |
998,2 |
998,2 |
3 |
Lepkość |
η |
Pa∙s |
0,549 |
0,603 |
1,001 |
1,001 |
4 |
Współczynnik przewodzenia ciepła |
λ |
W/m∙K |
0,646 |
0,639 |
0,597 |
0,597 |
5 |
Ciepło właściwe |
c |
J/kg∙K |
4203 |
4203 |
4207 |
4207 |
6 |
Liczba Prandla |
Pr |
- |
3,56 |
3,9 |
7,06 |
7,06 |
Natężenia przepływów czynników A i B z wyników skalowania zwężek.
Przepływomierz zwężkowy:
wody gorącej wody zimnej
GA=0,0026∙X0,562 [kg/s] GB=0,0035∙X0,530 [kg/s]
-współprąd
GA=0,0026∙17300,562=0,1717 [kg/s] GB=0,0035∙1566,330,530=0,1727 [kg/s]
-przeciwprąd
GA=0,0026∙1786,330,562=0,1748 [kg/s] GB=0,0035∙1558,330,530=0,1723 [kg/s]
Ciepło oddane przez czynnik A Ciepło pobrane przez czynnik B
QA=GA∙CA(tA1-tA2) [W] QB=GB∙CB∙∆tB [W]
-współprąd
QA=0,1717∙4203∙(57,67-43)= 10583,91 [W]
QB=0,1727∙4207∙(27,67-13,67)= 10173,19 [W]
∆Q= QA- QB=10583,91-10173,19=410,72 [W]
-przeciwprąd
QA=0,1748∙4203∙(52-39)= 9551,66 [W]
QB=0,1723∙4207∙(26-13)= 9420,93 [W]
∆Q= QA- QB=9551,66-9420,93=130,73 [W]
Średnia napędowa różnica temperatur między czynnikami
∆tm=
[̊C]
-współprąd
∆t1=57,67-13,67=44 [̊C]
∆t2=43-27,67=15,33 [̊C]
∆tm=
=27,19 [̊C] = 300,34 [K]
-przeciwprąd
∆t1=52-26=26 [̊C]
∆t2=39-13=26 [̊C]
∆tm=
=0[̊C]=273,15 [K]
Średnia powierzchnia wymiany ciepła
F=πdmL [m2]
L=1,5∙4=6 [m]
F=3,14∙0,01846∙6=0,3478 [m2]
Średnia średnica rury wewnętrznej
dm=
[m]
d1=17 mm=0,017 [m]
d2=20 mm=0,020 [m]
dm=
=0,01846 [m]
Za Q przyjmujemy ilość ciepła pobraną przez zimną wodę.
Q=QB
-współprąd
Q= QB =10173,19 [W]
-przeciwprąd
Q= QB =9420,93 [W]
Rzeczywista wartość współczynnika przenikania ciepła w doświadczeniu
k=
-współprąd
k=
=97,3970 [W/m2K]
-przeciwprąd
k=
=99,1732 [W/m2K]
Wnioski:
Otrzymane wartości współczynnika k wskazują, iż większą przenikalność cieplną posiada ruch cieczy w przeciwprądzie.
Średnia napędowa różnica temperatur jest wyższa we współprądzie-wynika to z tego, iż podczas przepływu cieczy współprądowego przez czynnik A (woda gorąca) zostało oddane o 410 W więcej ciepła niż pobrane przez czynnik B (woda zimna); podczas przepływu cieczy przeciwprądowego czynnik A oddał 130 w ciepła. Różnica w wartościach pobranego przez czynnik B ciepła oraz ciepła oddanego przez czynnik A wynika ze strat ciepła, jakie woda gorąca poniosła podczas przepływu rurociągiem doprowadzającym do właściwej instalacji.