Mérőberendezés építése hőátadási tényező mérésére
A hőátadás jelenségével számos mérnöki területen találkozhatunk. Az energiaiparban ilyen például a fűtés, hűtés, szellőztetés, de az energiaintenzív folyamatokat is mind jellemzi, ahol a rendszer atmoszférában üzemel. A dolgozatomban a hőcserélő berendezésekkel foglalkozom, melyben a hővezetés és a hőátadás egyaránt jelen van, előbbi a két közeget elválasztó falban, utóbbi az elválasztó fal és a hidegebb közeg között, és azt a célt szolgálja, hogy a benne áramló melegebb közeg hőt adjon le az átáramló hidegebb közegnek. A felület és a körülötte elhelyezkedő közeg közötti hőátadást azonban nagyban befolyásolja a berendezés geometriája, valamint az, hogy az áramlás természetes vagy kényszerített és a berendezésben kialakuló áramlás lamináris vagy turbulens, melyet a közeg sebességétől függő Reynolds szám határoz meg. A dimenziótlan számok arra szolgálnak, hogy jelen esetben a hőátadás jelenségei közötti hasonlóságot leírják, ilyen pl. Reynolds-szám, Nusselt-szám, Prandtl-szám stb.
A közegek hőátadás mértékének jellemzésére szolgáló hőátadási tényező meghatározására kísérleti berendezéseket építenek, felhasználva a dimenziótlan számokat, és a mért eredményekből számolják ki azokat. Azonban ezeket a berendezéseket tapasztalati úton meghatározott képletekkel építik meg, és alkalmazzák, de a megépítés után a rajta mért értékek az elméletileg számítottól nagyban eltérhetnek. Dolgozatomban be szeretném mutatni az általam tervezett, és épített egyjáratú, csőben cső kialakítású hőcserélő készüléket, melyben a levegő kényszerített, turbulens áramlású. A berendezést a termodinamikában, és áramlástanban használt alapokat felhasználva méreteztem. A fűtés és a közegek áramoltatása szabályozható módon történik, így lehetőség van többféle hőmérséklet és sebesség általi mérésre.
A berendezésen különböző méréseket végzek, több fix pontban is termoelemek segítségével határozom meg a hőmérsékletet. A kapott értékeket összegezem, és kiértékelem a dolgozatomban, majd meghatározom a levegő hőátadási tényezőjét a már dimenziótlan számok segítségével, ezek után a kiszámított értékeket összevetem az irodalomban megtalálhatókkal.
Irodalom:
1. Lajos Tamás: Az áramlástan alapjai, Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2004.
2. Környey Tamás: Hőátvitel, Műegyetemi Kiadó, Budapest, 1999.
