1. Schemat oraz opis układu pomiarowego.

j.w. + opis czynności regulacyjnych wykonanych w celu doprowadzenia stanowiska do stanu równowagi cieplnej

2. Pomiary i obliczenia.

Pomiary

Średnica wewnętrzna miedzianej rurki:

Średnica zewnętrzna miedzianej rurki:

Długość całej rury:

Ciśnienie otoczenia:

Nadciśnienie pary:

Wydatek masowy wody:

Prędkość wody:

Temperatura pary:

Ciśnienie nasycenia pary:

Temperatura nasycenia pary:

Temperatura wody na wlocie:

Temperatura wody na wylocie:

Temperatura wody w kolejnych punktach:

Obliczenia:

Wielkości:
, można obliczyć rozwiązując nieliniowy układ 5 równań:

1. Równanie bilansu ciepła dla przepływającej przez wymiennik wody:
   

2. Równanie Newtona opisujące wymianę ciepła między parą i rurką miedzianą:
   

3. Równanie Newtona opisujące wymianę ciepła między wodą i rurką miedzianą:
   

4. Równanie przewodzenia przez ściankę:
   

5. Równanie na współczynnik przejmowania ciepła otrzymane z równania kryterialnego opisującego ten współczynnik przy kondensacji błonkowej:
   

Poniższe obliczenia zamieszczone w tabeli zostały wykonane przez program komputerowy.

34,8	238,14	35678,78	52,8	54,19	10176,35
37,6	584,54	53021,56	52,3	53,7	10140,64
44,5	295,18	4532,75	90,17	90,63	15751,33
48	420,06	5457,55	89,27	89,76	15411,29
53	867,31	5472,37	91,39	91,82	16273,4
63,4	479,78	7809,24	90,75	91,19	15988,37
69,2	65,95	6535,6	93,22	93,58	17236,84
70	Dla całego wymiennika:
	2950,96	6683,66	87,53	88,09	14840,66

Do obliczeń zostały poczynione poniższe założenia:

;
;
- średnia temperatura wody na całej długości rury

Dla tej temperatury:
;
;

- współczynnik przewodzenia ciepła dla miedzi

Stąd:
Metodą iteracji po wstawieniu za
założonej wartości obliczamy
, a następnie z przekształconego równania (2) do postaci:

wyliczamy nową

3. Wykresy.

3a. Błędy pomiaru.

Do obliczenia błędu względnego pomiaru korzystamy ze wzoru:

Amperomierz i woltomierz, którymi się posługiwaliśmy były przyrządami klasy 1, więc dokładności pomiarów tych przyrządów są następujące:

;

Dokładność pomiaru grubości badanej próbki:

Dokładność pomiaru różnicy temperatur:

W trakcie pomiaru mogły wystąpić także błędy spowodowane:

1. stratami bocznymi i deformacją pola temperatury przy krawędziach bocznych próbki (temperatura otoczenia różniła się od średniej temperatury pomiaru o ponad 4,9^oC)

2. istnieniem termicznego oporu kontaktowego na powierzchni próbki (zastosowanie pasty było niemożliwe, gdyż zmieniłaby ona właściwości próbki)

4. Wnioski.

Badany przez nas korek nie mógłby być zastosowany jako wykładzina podłogowa ponieważ wartości obliczeniowe współczynnika przewodzenia ciepła, wg PN-EN 12524:2003 wynoszą odpowiednio:

• 0,05 W/(m*K) dla podkładu korkowego o gęstości <200 kg/m³;

• 0,065 W/(m*K) dla płytek korkowych o gęstości >400 kg/m³.

INSTYTUT TECHNIKI CIEPNEJ	Nr 2
Zakład Termodynamiki	Data: 8.03. 2011
Badanie wymiany ciepła w wymienniku typu „rura w rurze”
Pomiar wykonał zespół 5: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

---