|
|
Обробка експериментальних даних ⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 8 З теплового балансу теплообмінника (рівняння (5), (4), (6)) визначаємо теплове навантаження Q та втрати в довкілля Qвтр. Q1 = G1 · C1 (t1п - t1к),Вт Q2 = G2 · C2 (t2к – t2п) = V2 · ρ2 · C2 (t2к – t2п),Вт Qвтр = Q1- Q2, Вт де ρ2 = 1000кг/м3, С1 = С2 = 4200 2. Розрахувати коефіцієнт теплопередачі Кексп. З рівняння (1). При розрахунку слід враховувати, що рух теплоносіїв прямоточний. В залежності від величини відношення ∆tб /∆tм використовувати рівняння (2) або (3). Прямоток ∆tб = t1п – t2п, ºС ∆tм = t1к – t2к, ºС Якщо Якщо Кексп. 3. Визначаємо коефіцієнт тепловіддачі α1 від гарячого теплоносія до стінки (рівняння (13)).
S 1 – площа перерізу внутрішньої труби, м2 Визначено критерій Рейнольда та режим руху теплоносія
де За значенням Re1 вибираємо рішення (10), (11), (12) та визначаємо числове значення Нуссельта.
Якщо Re ≥ 104, Nu = 0,023 · Re0,8 · Pr0,43
Якщо 2320 ≤Re ≤ 104, Nu = 0,008 · Re0,9 · Pr0,43 Якщо Re ≤ 2320, 4. Аналогічно визначаємо коефіцієнт тепловіддачі від гарячої стінки до холодного теплоносія α2. Порядок визначення такий самий, що і для α1, лише необхідно врахувати, що холодна вода тече по кільцевому простору, тому при розрахунку швидкості ω2 та Re2 необхідно брати еквівалентний діаметр кільця зарівнянням (9). де d2 внутр. = 0,016м, d1 зовн. = 0,012м де
Дані розрахунок ведеться аналогічно п. 3, тільки 5. Розрахувати коефіцієнт теплопередачі Крозр з рівняння (14), враховуючи, що забруднень нема, тобто: Порівняти отримане значення Крозр з розрахованим Кексп та зробити висновки. Таблиця 2
Контрольні запитання 1. Засоби перенесення тепла. Що таке конвективний теплообмін та теплопередача? 2. Теплопровідність. 3. Коефіцієнт тепловіддачі та теплопередачі. 4. Рухома сила процесу теплопередачі, середня різниця температур. 5. Тепловий баланс теплообмінника. 6. Основні критерії теплової подібності. 7. Що таке тепловіддача? Різниця в механізмі перенесення тепла при турбулентному та ламінарному режимах. 8. Як розрахувати коефіцієнт теплопередачі в апараті при видимих коефіцієнтах тепловіддачі? ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4 ВИВЧЕННЯ КІНЕТИКИ СУШІННЯ Мета: складання кінетичних кривих та визначення швидкості в першому періоді сушіння.
Прилади та матеріали: лабораторна установка для вивчення процесу сушіння матеріалу, схема якої представлена на рисунку 4.
Рис. 4. Установка для вивчення процесу сушіння матеріалів.
1. Сушильна шафа зі скляними внутрішніми дверима. 2. Матеріал, що висушують. 3. Шкур термометру опору. 4. Цифровий вольтметр. 5. технічні терези. 6. Підставка. 7. Панель приладів сушильної шафи. Загальні відомості
Сушіння – це процес видалення вологи з твердого чи пастоподібного матеріалу шляхом ії випаровування за рахунок тепла, що підведена до матеріалу. Процес сушіння являється, з одного боку, дифузійним процесом, тому що перехід вологи з матеріалу в довкілля відбувається завдяки поверхневому випаруванню вологи та дифузії ії з внутрішніх шарів до поверхні матеріалу, а з іншого боку – тепловим процесом, оскільки процес масообміну (волого обміну) відбувається при підведенні тепла до цього матеріалу. За засобом підведення тепла до матеріалу, що висушують, розрізняють п’ять видів сушіння. Найбільш розповсюдженні в хімічній технології конвективний і контактивний методи сушіння. При конвективно му сушінні тепло передається від теплоносія до поверхні матеріалу. В якості теплоносія використовують повітря, інертні гази та димові гази. При контрактивному сушінні тепло передається матеріалу, який висушують, через перегородку, що обігрівається та торкається матеріалу. Значно рідше застосовують, радіаційне сушіння (інфрачервоним промінням), сушіння електричним струменем (високої та промислової частоти) та сублімаційне сушіння (сушіння в замороженому стані при глибокому вакуумі). Фізична сутність процесу конвективного сушіння зводиться до видалення вологи з матеріалу (процес десорбції) за рахунок різниці парціальних тисків парів над матеріалами Механізм процесу сушіння в значній ступіні визначається формою зв’язку вологи з матеріалом. Розрізняють хімічний, фізико-хімічний і фізико-механічний зв'язок вологи з матеріалом. Хімічна волога не може бути видалена матеріалу при сушінні. В процесі сушіння видаляється волога, пов’язана з матеріалом фізико-хімічно та механічно. Найбільш легко видаляється механічно пов’язана волога, що розділяється на вологу макрокапілярів та мікрокапілярів. Волога макрокапілярів вільно видаляється не лише сушінням, а й механічним засобами. Фізико-хімічний зв'язок включає абсорбційну (що міцно утримується на поверхні і в порах матеріалу) та осматично пов’язану вологу, що називається також вологою набухання (знаходиться знутри кліток матеріалу та утримується осматичними силами). Стосовно до процесу сушіння вологу матеріалу класифікують в більш широкому розумінні на вільну (швидкість випарування якої з матеріалу дорівнює швидкості випарування води з вільної поверхні) та пов’язану (швидкість випарування якої з матеріалу менша, ніж швидкість випарування води з вільної поверхні). Процес сушіння протикає з швидкістю, що залежить від форми зв’язку вологи з матеріалом та механізму переміщення в ньому вологи. Кінетика сушіння характеризується змінами в часі середньої вологості матеріалу, віднесеною до кількості абсолютно сухого матеріалу. Залежність між вологістю матеріалу Wc та часом τ зображено на кривій сушіння (рис. 2), яка будується за дослідними даними. Крива сушіння складається з декілька ділянок, що відповідають різним періодам сушіння. Декілька АВ – період підігрівання матеріалу. Він короткочасний. Вологість матеріалу в цей період знищується не значно. Температура підвищується від початкової (tn) до температури «мокрого» термометру (tм.т.). Пряма ВС – період постійної швидкості сушіння. В цей період відбувається інтенсивне поверхневе випаровування вільної вологи за прямолінійним законом до досягнення парою критичної вологи Рухомою силою процесу сушіння в І-ом періоді є різниця температур повітря (tпов.) і поверхні матеріалу. Температура матеріалу приймається за температуру «мокрого» термометру. Різниця між температурою повітря і температурою «мокрого» термометру характеризує властивість повітря поглинати вологу з матеріалу і називається потенціалом сушіння (ε). Ділянка СЕ-період сушіння, що падає (ІІ період). В цей період відбувається випаровування зв’язаної вологи. Температура матеріалу підвищується і до кінця ІІ періоду досягає температури повітря. Крива СК складається з двох ділянок різної кривизни СD і DЕ. Tочка перегинання D характеризує досягнення рівноважної вологості на поверхні матеріалу (знутри матеріалу вологість перевищує рівноважну) і відповідає другій критичній вологості Швидкість сушіння визначається зменшенням вологості матеріалу за деякий нескінченно малий проміжок часу, тобто виражається відношенням:
Так як швидкість сушіння залежить від великої кількості факторів, пов’язати які в вигляді однієї функції фактично не можливо, то швидкість сушіння визначається не аналітично, а графічно з функціональної залежності сушіння від вологості матеріалу:
Данні про швидкість сушіння, отриманих за допомогою кривих сушіння, зображують у вигляді кривих швидкості сушіння, які бивають в координатах швидкість сушіння – вологість на рис. 3 зображена крива сушіння, що відповідає кривій сушіння на рис. 2. відрізок АВ – підігрівання матеріалу, що висушується, від tn до tм.т, горизонтальний відрізок ВС відповідає періоду постійної швидкості (І період), а відрізок СЕ – періоду швидкості сушіння, яка подає (ІІ періоду). Вид кривих швидкості сушіння в другому періоді досить різноманітний, він залежить від структури матеріалу. Точка перегинання D, що відповідає
  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
>2, то 
<2, то 
де F = 0,106м2.
м/с, де ρ = 1000 кг/м3;
, де dвнутр. = 0,009м.
= 0,5883 · 10-3 м·с/м2
= 0,5988 · 10-3 м·с/м2
= 0,6097 · 10-3 м·с/м2
де 
, 
м/с, де S2 = S2 внутр.- S1 зовн. = 0,785 
м,
м де 
= 0,9579 · 10-3 м·с/м2
= 0,98 · 10-3 м·с/м2
= 1,056 · 10-3 м·с/м2
і враховувати, що загальна довжина теплообмінника αзаг = α · 4,м.
9. Середня різниця температур, Δtсер
10. Швидкість гарячої води, ω1, м/с
11. Re1 гарячої води.
12. Pr1 гарячої води.
13. Nu1 гарячої води.
14. Коефіцієнт теплопередачі α1, Вт/м2·К
15. Швидкість холодної води, ω2, м/с
16. Re2 холодної води.
17. Pr2 холодної води.
18. Nu2 холодної води.
19. Коефіцієнт теплопередачі α2, Вт/м2·К
20. Розрахункове значення коефіцієнту теплопередачі, Крозр., Вт/м2·К
21. Теплові втрати, Вт
та в навколишньому середовищі 
. Сушіння відбувається при умові, що 
. Температура матеріалу, що висушується, не змінюється і дорівнює температурі «мокрого» термометру (tм.т.). Температура «мокрого» термометру називається температура, при якій повітря охолоджується при постійному тепловмісті і стає насиченим. При цій температурі тепло, що переходить від повітря до змоченої поверхні, повністю витрачається на випаровування рідини.
. Починаючи з цього моменту і до встановлення по всієї товщині матеріалу, швидкість сушіння визначається швидкістю внутрішньої дифузії вологи з глибини матеріалу та його поверхні. В кінці ІІ періоду сушіння вологість матеріалу асимптотично наближується до рівноважної. Досягнення рівноважної вологості позначає повне зупинення подальшого випаровування вологи з матеріалу.
, може бути виражена не чітко або бути відносною зовсім.