ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные результаты экспериментальных исследований и эффективность методов интенсификации теплообмена при ламинарном течении вязкой ньютоновской жидкости в каналах и трубах из "Мазутные хозяйства ТЭС " Экспериментальные стенды и методики. [c.517] Экспериментальный стенд специально проектировался и изготавливался для проведения теплогидродинамических исследований при ламинарных и переходных режимах течения различных в реологическом отношении жидкостей. [c.518] Из сборной емкости 1 жидкость насосом 2 подавалась в теплообменник 4 для охлаждения и термостатирования. Далее она поступала во входную успокоительную камеру 5, оснаш енную выравниваюш ей решеткой в виде перфорированной перегородки на входе в рабочий участок. Затем жидкость попадала в рабочий участок исследуемого геометрического профиля 9, а далее — в выходную камеру 12 ТЛ сливалась через расходомер в емкость 1. [c.518] Опыты проводились в условиях нагревания жидкости. Для этого бьы предусмотрен обогрев рабочего участка секционными каскадными нагревателями Ю. Каждая секция имела автономный регулируемый источник питания — автотрансформатор 7. Сила тока и напряжение на его зажимах контролировались с помощью щитовых электроприборов (на схеме не показаны). Регулированием силы тока в каждой секции достигались необходимые граничные условия на стенке. Секции электронагревателей состояли из нихро-мовых спиралей, изолированных друг от друга и теплоизолированных с наружной поверхности асбестовым шнуром 8. [c.518] Для определения гидравлического сопротивления на рабочем участке была предусмотрена специальная установка, измеряющая и автоматически регистрирующая перепад давлений. Установка состояла из малогабаритного измерительного преобразователя давления 21 и цифрового ампервольтметра 22. Погрешность измерения перепада давлений не превышала 0,25%. [c.518] Температура жидкости на входе и выходе из рабочего участка контролировалась лабораторными термометрами 6у1 13, имеющими индивидуальные камеры торможения. Для повышения точности измерения осреднен-ной по сечению потока температуры жидкости после входной и перед выходной успокоительными камерами были установлены измерительные термопреобразовательные блоки. Каждый блок состоял из восьми термопреобразователей, установленных вертикально и равномерно по диаметру, а также соединенных последовательно. [c.518] В межтрубное пространство теплообменников 4 и 20 подавалась охлаждающая вода. В таком режиме установка выдерживалась 20-30 мин до достижения стабилизации работы установки. Для уменьшения погрешности измерения расхода жидкости расходомер 15 с помощью регулятора 7 устанавливался таким образом, чтобы время заполнения его было не менее 20 с. Регулирование расхода производилось задвижками 3 и 23. Значение перепада давлений постоянно высвечивалось на индикаторе ампервольтметра. [c.518] Необходимые для обработки опытных данных и численного расчета теплофизические характеристики используемых в эксперименте сред определялись методами, описанными ниже. Исследовались температурные зависимости теплопроводности, удельной теплоемкости, плотности. При расчетах использовались средние в рассмотренном интервале температур значения теплофизических характеристик. [c.519] Определение теплопроводности исследуемой жидкости проводилось с помощью прибора ИТЗ-3, предназначенного для измерения теплопроводности жидких сред. Применение прибора позволяет автоматизировать процесс измерения теплопроводности (изготовитель ИТМО им. A.B. Лыкова, республика Беларусь). В основу работы прибора положен дифференцированный способ определения теплопроводности методом теплового зонда в квазистационарном режиме. Принцип действия его основан на преобразовании напряжения разбаланса мостовых схем в пропорциональный интервал времени с последующим преобразованием этого интервала в дискретную форму и в цифровой код. [c.519] Для определения удельной теплоемкости исследуемой среды был использован измеритель ИТ-с-400, предназначенный для исследования температурной зависимости удельной теплоемкости жидкостей (изготовитель завод Эталон , г Актюбинск). В основу его работы положен сравнительный метод динамического С-калориметра с тепломером и адиабатической оболочкой. [c.519] Методикой опытного исследования предусматривалось определение интегральных характеристик процесса средних по периметру и длине труб и каналов коэффициентов теплоотдачи и коэффициента гидравлического сопротивления. [c.519] Коэффициент гидравлического сопротивления находился по формуле Дарси с использованием среднерасходной скорости течения. [c.519] Обработка результатов опытов позволила получить зависимости вида Ми =/(Яе) и 4=/(Ке). Очевидно, что методика эксперимента и определения интегральных характеристик (чисел Ми и Ке, коэффициента гидравлического сопротивления) построена на принципе косвенного измерения искомых величин с однократным Гшблюдением показаний средств измерени1 1. При этом абсолютная погрешность прямого измерения температур стенки и жидкости, координат, теплофизических свойств среды, перепадов давления, расхода и других величин поддается точной оценке. [c.519] Расчет погрешности результатов опытов проводился в предположении распределение случайных ошибок подчиняется нормальному закону число измерений бесконечно велико (допущение справедливо при п 20). Поскольку результаты измерений не подвергались статистической обработке, при расчете суммарных погрешностей чи-тывалась систематическая погрешность измерений, которая включает инстррхенталь-ную и методическую состав.1яющие. [c.519] Универсальный цифровой вольтметр типа В7-21, используемый для регистрации термо-ЭДС термопреобразователей (а также для определения тока и напряжения при резисторном подогреве опытной трубы), в интервале измерений 0—10 мВ имеет максимальную паспортную погрешность 5 мкВ. [c.520] Для проверки обеспечения воспроизводимости функции преобразования применяемых хромель-копелевых термопреобразователей (а также для получения и проверки аппроксимирующих полиномов) проводилась их градуировка в диапазоне температур 18—100 °С при температуре холодного спая, равной нулю. Результаты градуировки подтвердили практически полную идентичность показаний использованных термопреобразователей. Хромель-копелевые термопреобразователи в комплекте с вольтметром В7-21 в соответствии с градуировкой имеют макси-маяьную абсолютную погрешность измерения температуры Ai = 0,11 °С. [c.520] Теплофизические свойства жидкости в зависимости от температуры аппроксимировались полиномами, полученными обработкой известных справочных данных по методу наименьших квадратов на ЭВМ. Отклонение расчетных значений свойств от справочных пренебрежимо мало. [c.520] Для конкретного опыта результаты расчета погрешности оказались следующими. [c.520] Граница абсолютной погрешности измерения разности температур A(Ai ) = 0,17 °С или в относительной форме = A(Atj) = 0,104. [c.520] Вернуться к основной статье