Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

При использовании в качестве холодного теплоносителя воздуха его расход определяется по давлению перед расходомерной шайбой при критическом режиме истечения с учетом значения коэффициента расхода шайбы по формуле:

где – коэффициент расхода шайбы; – площадь проходного сечения шайбы; – давление перед шайбой [ати]; при показателе адиабаты ; – газовая постоянная воздуха; – температура охладителя перед шайбой [^oC].

Расход окислителя (воздуха) рассчитывается аналогичным способом:

;

где – коэффициент расхода шайбы; – площадь проходного сечения шайбы; – давление перед шайбой [ати]; при показателе адиабаты ; – газовая постоянная воздуха; – температура окислителя перед шайбой [^oC].

Выходные данные первичной обработки, используемые как исходные данные для вторичной обработки, представляются в таблице 5.

Таблица 5. Результаты первичной обработки

5.2. Вторичная обработка (вторичные измерения)

Вторичная обработка результатов эксперимента состоит в расчете ТГХ объекта и необходимых промежуточных величин с использованием данных первичной обработки в системе размерности СИ по следующей методике.

Геометрические характеристики трактов рассчитываются согласно исходным геометрическим параметрам объекта испытаний (приложение А) по следующим формулам и представляются в таблице 6.

Таблица 6. Геометрические параметры тракта

Площадь теплоотдающей поверхности горячего ТН:

Номинальная площадь теплоотдающей поверхности холодного ТН:

Площадь проходного сечения горячего ТН:

Площадь проходного сечения холодного ТН:

где: N – общее число раздающих и собирающих коллекторов при поперечной схеме течения; N = 1 при продольной схеме течения; – высота ребра; – шаг оребрения; – толщина ребра, – толщина стенки.

Номинальная площадь холодной поверхности:

Средняя площадь поверхности стенки:

Эквивалентный (гидравлический) диаметр по единичному каналу тракта холодного ТН:

Площадь горячей поверхности:

.

Относительные значения площадей:

; .

Расход горячего ТН рассчитывается как сумма расходов окислителя и горючего:

Соотношение компонентов топлива и коэффициент избытка окислителя рассчитывается по следующим зависимостям:

где для топливной пары воздух + 96% раствор этилового спирта.

Тепловая мощность, снимаемая холодным теплоносителем, рассчитывается по формуле:

,

где – подогрев холодного ТН.

Удельная теплоемкость, как и прочие теплофизические свойства теплоносителей – справочные величины, определяются по сосредоточенным – среднеарифметическим значениям температур , а для воздуха и по давлению в тракте ТН:

; ;

,

где .

Удельные тепловые потоки в тракте холодного ТН рассчитываются по формуле:

,

Свойства горячего ТН определяются термодинамическим расчетом по программе «Астра».

Режимы течений ТН определяются по формулам:

• для холодного ТН – ;

• для горячего ТН – .

Экспериментальное значение коэффициента теплопередачи рассчитываются по формуле

Коэффициент теплоотдачи в холодном ТН α_х.эф определяется согласно вышеизложенного метода, с использованием полученного по результатам эксперимента коэффициента теплопередачи и оценочных значений относительных характеристик теплопередачи и .

а) Для пары теплоносителей газ (г) – жидкость (х) с характерным диапазоном n_α ≈ 0,1…0,4 расчет ведется в следующей последовательности.

Условная величина α_г.у оценивается аналитически посредством «трубной» формулы Михеева М.А. для турбулентных течений

,

где – принимается для газа равным 0,7; ε_ℓ – поправка на начальный участок термической стабилизации течения .

Условное значение α_х.эфф.у = α_кη_р – оценивается как величина эффективная с учетом коэффициента оребрения η_р и конвективного значения α_к, определяемого для ламинарного течения согласно графика (рисунок 4) для случая постоянства температуры стенки.

Коэффициент оребрения определяется по формуле

где ; .

Проводится оценка ; .

Определяется ожидаемое значение α_г согласно уравнению (2)

Для повышения точности получаемых результатов проводится пересчет оценки по полученной величине ожидаемого , как более чувствительной величине отношения.

Определяется искомая величина коэффициента теплоотдачи как её эффективное значение

что позволяет оценить температурное состояние стенки

;

б) При соразмерных значениях и α_х.эфф (n_α ≈ 0,5…2), характерных для пар ТН газ-газ, коэффициенты теплоотдачи оцениваются подобным способом, но с учетом турбулентного режима течения холодного ТН (по формулам, как и для ).

Оценка проводится по трубной формуле Михеева М.А.

Оценка проводится по трубной формуле Михеева М.А. с учетом фактора оребрения.

Оцениваются значения ; .

Определяется ожидаемое (искомое) значение согласно уравнению (3)

Для повышения точности получаемых результатов проводится пересчет оценки n_α по новому полученному ожидаемому значению для определения искомого значения . Результаты представляются в таблице 6.

Коэффициент гидравлического сопротивления тракта холодного ТН определяется по суммарным потерям давления и вычисляется по формуле:

где: ℓ – длина пути течения теплоносителя между раздающими и собирающими коллекторами, определяемая по среднему диаметру кольцевого канала .

Суммарные потери давления в тракте определяются по разности давлений

.

Плотность жидко-капельного теплоносителя – воды определяется как справочная величина (рисунок 8). Плотность газообразного теплоносителя – воздуха определяется посредством уравнения состояния от нормированного (нормального) состояния, для которого по формуле:

,

где: и – абсолютные значения температуры и давления, определенные в экспериментах.

Рисунок 8 – Зависимость теплофизических свойств воды от температуры

Промежуточные и конечные результаты вторичной обработки представляются в таблице 7.

Теплогидравлические характеристики тракта холодного ТН представляются графически в зависимости от режимного параметра – числа Рейнольдса:

По результатам испытаний проводится анализ, и делаются выводы.

Таблица 7 – Результаты испытания

Величина	Размерность	Режим 1	Режим 2	Режим 3	Режим 4
	–
	–
	–
	–
	–

6. Отчет по лабораторной работе

6.1. Отчет по лабораторной работе

Отчет по лабораторной работе оформляется на стандартном бланке протокола испытаний и содержит следующие разделы:

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Задачи решаемые в работе.

4. Методика исследования и проведения испытаний.

5. Описание объекта испытания.

6. Методика обработки результатов испытаний.

Этап 1 – первичная обработка.

Этап 2 – вторичная обработка.

1. Результаты испытаний – таблицы 3–6.

2. Графики зависимостей ; .

3. Анализ результатов и выводы.

По итогам лабораторной работы проводится зачет.

6.2. Контрольные вопросы к защите лабораторной работы

1. В чем смысл представления теплогидравлических характеристик в обобщенных переменных?

2. Основные факторы, влияющие на величины теплогидравлических характеристик?

3. В чем отличие между первичными и вторичными измерениями?

4. Каким образом определяется расход газообразного холодного теплоносителя?

5. Перечислить алгоритм определения плотности газообразного теплоносителя?

6. Каким образом измеряется температура теплоносителей в лабораторной работе?

7. Каким образом рассчитывается гидравлическое сопротивление тракта охлаждения модельного ТА?

8. Как рассчитывается экспериментальный коэффициент теплопередачи между теплоносителями через стенку?

9. Перечислите основные конструктивные элементы модельного ТА.

10. Какие измерительные преобразователи и регистраторы используются в лабораторной работе?

11. Каким образом можно изменять теплогидравлические характеристики ТА?

ЛИТЕРАТУРА

1. Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомёл А. С. Теплопередача: Учебник - М.: Энергоиздат, 1981.- 416 с.

2. Бажан П. И. и др. Справочник по теплообменным аппаратам / П. И. Бажан, Г. Е. Каневец. В. М. Селиверстов. — М.: Машиностроение, 1989. — 200 с: ил.

3. Васильев А.П., Кудрявцев В.М., Кузнецов В.А. и др. Основы теории и расчёта ЖРД: Учеб. для авиац. спец. вузов. в 2 кн. Кн. 2.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк.,1993.- 383 с.: ил.

4. Кейс В.М., Лондон А.Л. Компактные теплообменники. – М.: Энергия, 1967. – 223с.

5. Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам: (Ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). Под общ. ред. П.Л. Кириллова. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 296 с.

Характеристики

Список файлов книги