Värmeväxlarens - Tillämpad fysik och elektronik - Umeå universitet
Värmeväxlarens - Tillämpad fysik och elektronik - Umeå universitet
Värmeväxlarens - Tillämpad fysik och elektronik - Umeå universitet
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Umeå</strong> Universitet<br />
Institutionen för tillämpad<br />
<strong>fysik</strong> <strong>och</strong> <strong>elektronik</strong><br />
Koaxialvärmeväxlare<br />
Reviderad:<br />
981214 A.Å 990802 AÅ 021116 AÅ 040310 AÅ 050302 AÅ<br />
Uppgift<br />
Under förutsättning att ni betraktar värmeväxlaren som en värmare, bestäm upptagen effekt,<br />
värmegenomgångstal (U) <strong>och</strong> temperaturverkningsgrad (η) <strong>och</strong> dess beroende av flödeshastigheten.<br />
Gör mätningarna vid 3 olika flöden med motströms koppling<br />
Bestäm Reynolds tal.<br />
Gör en osäkerhetsanalys <strong>och</strong> felbedömning.<br />
Var noga med att ni håller samma flöde i det varma respektive kalla flödet.<br />
Redovisa laborationen enligt labhandledarens instruktion, eller anvisning i labschemat.<br />
Använda beteckningar: <strong>Värmeväxlarens</strong> mått (mm)<br />
η = temperaturverkningsgrad<br />
U = värmegenomgångstal (W/m 2 K)<br />
A = överföringsyta (m 2 )<br />
Tlm = logaritmisk medeltemperaturdifferens<br />
∆Tv = temperaturändring hos varmt media<br />
∆Tk = temperaturändring hos kallt media<br />
m = massflöde (med index v respektive k) (kg/s)<br />
Cp = specifik värmekapacitet (J/kgK)<br />
Q = värmeflöde (W)<br />
Index: v avser varmt media, k avser kallt media<br />
Den i värmeväxlaren överförda effekten (värmeflödet Q) beräknas ur:<br />
Q = mk · Cp · Tk = mv · Cp · Tv = U · A · Tlm Figur 1 Rördiametrar i vvx<br />
Temperaturverkningsgraden η för en värmeväxlare definieras som temperaturändringen hos betraktat media i<br />
förhållande till den maximala temperaturskillnaden i värmeväxlaren<br />
∆<br />
Den logaritmiska medeltemperaturdifferensen, Tlm beräknas ur:<br />
T lm<br />
T1<br />
− T<br />
=<br />
T1<br />
ln<br />
T<br />
2<br />
2<br />
Vid motströms värmeväxling blir ofta T1 <strong>och</strong> T2 nästan lika stora <strong>och</strong> Tlm kan då beräknas ur:<br />
∆<br />
T lm<br />
=<br />
[ ] 5 , 0<br />
T ⋅<br />
1 T2<br />
Vad som avses med T1 respektive T2 visas i figur 2 <strong>och</strong> 3<br />
16<br />
19<br />
28<br />
30
T1<br />
Tvin<br />
Tvin<br />
Tkut<br />
Tkut<br />
Figur 2 Schematisk skiss över koaxialvärmeväxlare uppkopplad motströms samt<br />
värmeväxlardiagram för motströms värmeväxling<br />
T kin<br />
Tvut<br />
Tkin<br />
T 2<br />
Tvut<br />
2
T 1<br />
Tvin<br />
T kin<br />
T vin<br />
T kin<br />
Figur 3 Schematisk skiss över koaxialvärmeväxlare uppkopplad medströms samt<br />
värmeväxlardiagram för medströms värmeväxling<br />
Tkut<br />
Tvut<br />
Tkut<br />
Tvut<br />
T2<br />
3
Figur 4 Bild av koaxialvärmeväxlaren som används i laborationen <strong>och</strong> placeringen av<br />
termometrarna.<br />
4
Change language