Кафедра ПАХТ - План развития и модернизации учебно-лабораторной базы

* * * *

План развития и модернизации учебно-лабораторной базы кафедры

Учебная лабораторная установка для исследования процессов теплообмена между системами пар-жидкость, жидкость-газ в трубчатых теплообменниках.

Назначение установки

Установка предназначена для использования в учебном лабораторном практикуме по курсам «Процессы и аппараты», «Термодинамика и теплопередача» высших и средних специальных учебных заведений и позволяет организовывать проведение цикла лабораторных работ по тепловым процессам:

Исследование работы теплообменных аппаратов при теплообмене между системами пар-жидкость и жидкость-газ (испытание теплообменных аппаратов при стационарном режиме теплообмена, определение тепловых нагрузок и потерь тепла, определение средней движущей силы тепловых процессов при различных схемах движения теплоносителей (прямоток/противоток), коэффициентов теплопередачи, оценка соотношения термических сопротивлений при теплообмене между различными средами, определение термического сопротивления (коэффициента теплопроводности) материала теплоизоляции);
Исследование зависимости коэффициента теплопередачи (теплоотдачи) между системами пар-жидкость от скорости движения жидкой среды;
Исследование зависимости коэффициента теплопередачи (теплоотдачи) между системами жидкость-газ от скорости движения газовой среды.

Методическое обеспечение

Методическое пособие к данной лабораторной установке содержит обширную теоретическую часть с описанием инженерных методов расчета тепловых процессов и аппаратов для наиболее часто встречающихся случаев в промышленной практике, подробное описание лабораторной установки, ее устройства, работы, регулирующих и контролирующих микропроцессорных приборов, порядка проведения лабораторных работ, обработку и представление экспериментальных данных. В приложении пособия представлены таблицы с теплофизическими характеристиками сред, участвующих в теплообмене, и графики критериальных зависимостей для расчета коэффициентов теплопередачи.

Объем методического пособия составляет 28 страниц.

Описание установки

Схема экспериментальной установки

Установка состоит из двух теплообменников А1, А2, парогенератора А3, газодувки Н1, электромагнитных клапанов ЭК 1-4 и контрольно-измерительных приборов: ротаметра Р1, измерителя-регулятора температуры «Термодат-12», 10-ти канального измерителя температуры «Термодат-26», сигнализатора уровня воды в парогенераторе САУ-7Е и трех счетчиков импульсов СИ8.

Теплообменник А1 типа «Труба в трубе» предназначен для теплообмена между системами пар-жидкость. Внутренняя труба медная - диаметр 6x1 мм, наружная из нержавеющей стали - диаметр 34x2 мм. Длина внутренней трубы, по которой рассчитывается поверхность теплообмена, L₁=1220 мм, площадь теплообмена F₁=0,023 м².

Теплообменник А2 трубчатого типа, одноходовой, предназначен для теплообмена между системами жидкость-газ. Трубный пучок его состоит из n=36 медных трубок диаметром 8x0,6 мм. Наружная оболочка из полипропиленовой трубы диаметром 110x2,5 мм. Длина трубок теплообменника L₂=1050 мм, площадь теплообмена F₂=1,16 м².

Установка снабжена локальным электрическим парогенератором А3 объемом 12 л и мощностью 5 кВт (по Правилам эксплуатации сосудов, работающих под давлением, не подведомственен РОСГОСТЕХНАДЗОРу). Потребляемая мощность парогенератором из электрической сети определяется с помощью электронного счетчика энергии ЦЭ6807Б-1 (СЭ) с импульсным выходом и счетчика импульсов СИ8 (РЭ).

Для обеспечения безопасной работы парогенератор снабжен блокировками по уровню воды и максимальному рабочему давлению (до 0,3 МПа).

Электрическая схема управления парогенератором бесконтактная симисторная, поддерживание заданных параметров пара (температура-давление) обеспечивается ПИД-регулированием с помощью микропроцессорного прибора «Термодат-12».

Подача воды на установку осуществляется от водопроводной сети, воздуха — от внутренней газодувки высокой производительности.

Расход холодной воды из водопроводной сети измеряется двумя приборами: акустическим счетчиком АС 001(СВ) с импульсным выходом и ротаметром Р1. Счетчик АС 001 совместно со счетчиком импульсов СИ8 (РВ) обеспечивают цифровой замер расхода воды, а ротаметр Р1 - аналоговый, и он позволяет визуально контролировать текущий расход воды и при необходимости корректировать его вентилем ВР1.

Холодная вода поступает на вход теплообменника А1 во внутреннюю трубу, где она обменивается теплом с насыщенным водяным паром, поступающим из парогенератора АЗ в кольцевое пространство между внутренней и наружной трубами теплообменника А1. Конденсат пара стекает обратно по отводящей линии в парогенератор АЗ.

Теплообменник А1 снабжен продувочным краном КЗ2 для удаления из него воздуха при пуске установки.

Нагретая вода из теплообменника А1 поступает в трубное пространство теплообменника А2, где она нагревает поток воздуха, подаваемого в межтрубное пространство теплообменника А2 под действием разрежения, создаваемого вентилятором Н1.

Поток воздуха с помощью электромагнитных клапанов К1-4 может переключаться в прямоточном или противоточном направлении движения относительно потока воды. Расход воздуха замеряется счетчиком RVG-65 (СГ) с импульсным выходом, который совместно со счетчиком импульсов СИ 8 (РГ) обеспечивает цифровой замер расхода воздуха. Регулирование расхода воздуха осуществляется изменением числа оборотов двигателя вентилятора Н1 с помощью симисторного регулятора.

Для замера входных и выходных температур теплоносителей в теплообменниках используются термометры сопротивления типа ТС-50М, которые устанавливаются в медных гильзах, расположенных в подводящих и отводящих патрубках и многоканальный (10 каналов) цифровой микропроцессорный измеритель температуры типа «Термодат-26», имеющий интерфейс RS485 для связи с персональным компьютером и передачи результатов экспериментов по локальной вычислительной сети. Верхний, средний и нижний уровень воды в парогенераторе контролируется прибором САУ-7Е.

Органы управления включением установки, пуска парогенератора, переключения прямоточного или противоточного движения потоков теплоносителей, ступенчатого изменения оборотов ротора газодувки, КИП и средства электроавтоматики размещаются в малогабаритном щите управления.

Наружная поверхность подводящих линий пара и конденсата, наружная поверхность теплообменников А1, А2 теплоизолирована с помощью современных теплоизоляционных материалов (без применения асбеста), что существенно снижает энергетические потери.

Несущая конструкция установки изготовлена из профтрубы 25х25х2мм со съемными передними, тыльными и боковыми панелями. Тыльные и боковые панели имеют тепловентиляционные жалюзи. Габаритные размеры установки 1700х720х1660мм. Потребляемая мощность - 5,2 кВт.

В плане данного проекта модернизации учебно-лабораторной базы кафедры «Процессы и аппараты химической технологии» МГУИЭ предполагается к разработке и изготовлению следующих учебных лабораторных установок:

Комплексная лабораторная установка для исследования совмещенной тепломассоотдачи на тарелках массообменного аппарата и гидродинамических явлений в тарельчатых и насадочных колоннах;
Тарельчатая ректификационная установка с переменным флегмовым числом и регулируемой величиной парового потока;
Изучение кинетики конвективной сушки;
Гидродинамика псевдоожиженного слоя;
Теплообмен в псевдоожиженном слое;
Определение затрат энергии на проведение процесса перемешивания;
Кинетика гравитационного осаждения;
Адсорбционная установка;
Выпарная установка и другие.

С предложениями и справками обращаться:

телефон:	(095) 267-0767
телефон/факс:	(095) 261-6027

Вернуться...

Кафедра "Процессы и аппараты химической технологии" МГУИЭ

105066, г. Москва, улица Старая Басманная, дом 21/4

E-mail: paht@land.ru

Заведующий кафедрой - доктор технических наук, профессор

Баранов Дмитрий Анатольевич

Телефон: +7-499-267-0767, факс: +7-499-261-6027

E-mail: baranov@msuie.ru

Копирование материалов с сайта кафедры ПАХТ без предварительной договорённости запрещено.

При упоминании этого сайта на своих страницах или в СМИ просьба сообщать авторам.

Сайт расположен на Русском Узле