freakpp093

184

gdzie: AT_{k m} - średnia różnica temperatur pomiędzy czynnikiem chłodzonym

i ogrzewanym w wymienniku krzyżowym lub o prądzie mieszanym,

^k,m

^eAT = —--poprawka.

^ATln,p

Wartość poprawki e_AT odczytuje się z wykresów dla odpowiednich typów wymienników w funkcji dwu bezwymiarowych parametrów:

(9.14)

p _ T₂ ~ T₂ _ at₂ T| — T₂ AT_max

oraz

(9.15)

_Rr    at!

t₂-t₂ at₂

Jak >vynika ze wzorów na moc cieplną, poprawka wyraża stosunek pola powierzchni wymiennika przeciwprądowego do pola powierzchni wymiennika projektowanego o takich samych wartościach temperatury obu czynników na wlocie i wylocie, współczynnika przenikania ciepła i pojemności cieplnych strumieni czynników.

9.4. Stanowisko pomiarowe

Badanie rurowego wymiennika ciepła umożliwia stanowisko pomiarowe, przedstawione na rys. 9.3, które składa się z wymiennika ciepła i aparatury pomiarowej, rejestrującej wybrane parametry celem sprawdzenia bilansu cieplnego wymiennika. Zestaw pomiarowy składa się z wymiennika ciepła W, grupy

termopar Tj,Tj ,T₂,T₂,T_w , przełącznika P, naczynia termostatycznego temperatury odniesienia T₀, miliwoltomierza mV, ultratermostatów UT1 i UT2 oraz rotametrów R1 i R2.

W zależności od połączenia przewodów, doprowadzających czynnik grzewczy i ogrzewany, możemy uzyskać wymiennik współprądowy lub przeciwprą-dowy. Układ pomiarowy, zestawiony jak na rys. 9.3, tworzy współprądowy wymiennik ciepła. Czynnik grzewczy przepływa wewnętrzną rurą wymiennika, a czynnik ogrzewany w przestrzeni międzyrurowej. Czynnikem roboczym w obu przypadkach jest woda. W celu zapewnienia dużej intensywności wymiany ciepła rura wewnętrzna jest wykonana z materiału charakteryzującego się znaczną przewodnością cieplną. Przepływ czynnika grzewczego, wewnętrzną rurą wymiennika, jest wymuszony przez pompę, zabudowaną w ultratermostacie UT1. Ultratermostat jest wyposażony dodatkowo w grzałkę, która - włączona w obwód elektryczny z termometrem kontaktowym TK1 - pozwala na stabilizację temperatury czynnika grzewczego. Przepływ czynnika ogrzewanego jest wymuszony przez pompę, zabudowaną w ultratermostacie UT2. Ponieważ pojemność cieplna tego płynu jest niewielka, więc konieczne jest jego chłodzenie, co czyni się za pomocą dodatkowego obiegu wody chłodzącej w ultratermostacie UT2. Temperaturę czynnika ogrzewanego można stabilizować także, wykorzystując grzałkę włączoną w obwód elektryczny z termometrem kontaktowym TK2. Ciągły pomiar strumienia objętościowego przepływających czynników umożliwiają rotametry R1 i R2.

UT1, UT2 - ultratermostaty    T₀-termostat

TK1, TK2 - termometry kontaktowe    mV - miliwoltomierz

T₁,T₁,T₂,T₂,T_w - termopary    m, , m₂ - strumienie czynników

1    - powierzchnia wewnętrzna wewnętrznej rury wymiennika

2    - powierzchnia zewnętrzna zewnętrznej rury wymiennika

Rys. 9.3. Schemat stanowiska pomiarowego

Pomiar temperatury obu czynników na wejściu i wyjściu z wymiennika oraz na ściance rury wewnętrznej dokonuje się za pomocą termoelementów NiCr-Ni. Spoiny pomiarowe termopar, mierzących temperaturę obu płynów, są umieszczone w przekroju początkowym i końcowym każdego kanału przepływowego.