Сделай Сам Свою Работу на 5

ТЕПЛОТЕХНИКА, ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ





 

 

Методические указания к лабораторным работам

 

 

ЧЕБОКСАРЫ 2006


УДК 621.182:658.26 Составители:

Т.В.Щенникова

Н.И.Вальков

 

 

Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция: Методические указания к лабораторным работам/Сост.Т.В.Щенникова, Н.И.Вальков; Чуваш. ун-т.Чебоксары, 2006. с.

 

 

Лабораторная работа №1

Исследование работы водоструйного элеватора

 

Содержание работы

Отопительная система жилых и административных зданий

рассчитана на определенную температуру горячей воды (tг= 95оС).

От источника теплоснабжения (районной котельной, ТЭЦ) горячая вода поступает к отапливаемому зданию с более высокой температурой (как правило t1= 150оС).

Чтобы на вводе в здание снизить температуру поступающей сетевой воды до tг= 95оС, производят подмешивание к сетевой воде более холодную воду, прошедшую через нагревательные приборы здания и возвращающуюся в обратную линию тепловой сети с температурой tо= 70оС.

Наиболее распространенным смесительным устройством является водоструйный элеватор (см.рис.1)

Рис.1. Схема водоструйного элеватора: 1 – сопло; 2 – камера всасывания;3 – смесительный корпус; 4 – горловина; 5 – диффузор.



Водоструйный элеватор состоит из конусообразного сопла 1, через которое со значительной скоростью вытекает высокотемпературная вода с температурой t1 в количестве G1; камеры всасывания 2, куда поступает охлажденная вода с температурой tо в количестве G о ; смесительного корпуса 3 и горловины 4, где происходит смешение воды; диффузора 5.

Вокруг струи воды, вытекающей из отверстия сопла, создается зона пониженного давления, благодаря чему охлажденная вода засасывается из обратной магистрали (рис.2) системы отопления в камеру всасывания 2. В горловине струя смешенной воды, двигаясь с меньшей чем в отверстии сопла, но еще высокой скоростью, обладает значительным запасом кинетической энергии. В диффузоре при постоянном увеличении площади его поперечного сечения кинетическая энергия преобразуется в потенциальную: по его длине гидродинамическое давление падает, а гидростатическое – нарастает. За счет разности гидростатического давления в конце диффузора и в камере всасывания элеватора создается давление для циркуляции воды в системе отопления. Одним из недостатков водоструйного элеватора является его низкий кпд, который зависит от коэффициента смешения. Коэффициентом смешения элеватора U называется отношение расхода инжектируемой воды Gо к расходу инжектирующей (рабочей) воды G1 .



(1)

Коэффициент смешения может быть выражен через температуру воды:

(2)

Схема опытной установки приведена на рисунке 2.

 

 

Рис.2. Схема опытной установки: 1 термостат, 2 – элеватор; 3 – перемычка;4 – теплообменник;– теплообменник; электрический нагреватель.

Насос 5 термостата 1 создает циркуляцию в замкнутом контуре системы. Рабочая вода с температурой t1 и расходом G1 поступает из термостата в сопло элеватора 2. Выходя из сопла, рабочая вода подсасывает по перемычке 3 воду из обратной линии с температурой tо и расходом Gо в приемную камеру элеватора. Смесь рабочей и инжектируемой воды проходит камеру смешения и диффузор и поступает с параметрами tг и Gг в теплообменник 4, заменяющий отопительную систему здания. И из теплообменника где вода охлаждается до tо, часть воды Gо подсасывается в элеватор, а другая часть Gг Gо = G1 возвращается в термостат для подогрева.

Для измерения температуры в точках Т1 , Т2и Т3 установлены хромель-копелевые термопары. Охлаждающая вода на теплообменник 4 подается из городского водопровода Gх .

 

Задание

В работе необходимо построить характеристики U=f(Q) и U=f(Q1).

При выполнении работы необходимо провести серию опытов: а) при неизменном расходе G1 и переменной тепловой нагрузке Q; б) при переменном расходе первичной воды G1.



 

Порядок выполнения работы.

Включив насос термостата и охлаждающую воду на теплообменник, установив 1-й режим работы. Измерения температур можно проводить только для стационарного процесса. Установившимся (стационарным) процессом называется процесс с неизменяющейся во времени температурой. Поэтому в начальный момент, после включения установки, и при смене режимов необходимо следить за температурой и производить измерения лишь тогда, когда во всех точках установится постоянная температура.

Для контроля за работой элеватора на перемычке 3 установлена стеклянная трубка. Разряжение в камере всасывания фиксируется U-образным дифманометром.

Изменяя расход охлаждающей воды, проведем 3-4 опыта, каждый раз измеряя температуры t1 ,tги tо и расход воды G1, кг/с. Расход воды определяется с помощью мерной мензурки и секундомера.

Вторая серия опытов проводится при неизменном расходе охлаждающей воды с изменением расхода G1.путем перекрытия крана на термостате. Провести 3-4 опыта с измерением прежних параметров.

Обработка результатов.

1.По измеренным температурам t1 ,tги tо определим по формуле 2 коэффициент смешения для всех режимов.

2.Определим Gг = (1+U) G1.

3.Определим потери в теплообменнике:

Q=Gг c(tг – tо)

где с – теплоемкость воды при средней ее температуре в теплообменнике, Дж/кг·оС; tг, tо – температуры на входе и выходе в теплообменнике, оС.

4.Построим зависимости U=f(Q) и U=f(G1).

 

Список литературы

1.Е.Я.Соколов «Теплофикация и тепловые сети».М.,Госэнергоиз-

дат, 1973, гл.5 §§5-1,5-3.

2.Е.Я.Соколов Н.М.Зингер, «Струйные аппараты», М., Госэнерго-

издат, 1970, гл.5.

 

Вопросы для подготовки к защите

 

1.В каких случаях применяются смесительные устройства?

2.Какие существуют типы смесительных устройств?

3.Как подсчитать напор перед элеватором, необходимый для

обеспечения расчетного расхода воды в абонентской системе?

4.Как можно искусственно изменить коэффициент инжекции

(смешения) элеватора при его неизменных геометрических

размерах?

5.Изменится ли коэффициент инжекции при изменении

располагаемого перепада давления ΔРр в рабочем сопле?

 

Лабораторная работа №2

Теплотехнические испытания нагревательных приборов

 

В системах центрального водяного отопления широкое распространение получили нагревательные приборы: секционные чугунные радиаторы, стальные штампованные радиаторы панельного типа, конвекторы, ребристые трубы, гладкие трубы и панели со встроенными нагревателями [1,2].

Нагревательные приборы предназначены для передачи тепла от теплоносителя (горячая вода) в помещении здания, в которых необходимо обеспечивать температурный режим. Теплопроизводительность нагревательных приборов определяется по формуле 1.

Q =K Δt F, (1)

где K – коэффициент теплопередачи прибора, ккал/(м2·ч·оС);

F – поверхность прибора, м2; Δt – разность между средней температурой теплоносителя в приборе и воздуха в помещении, оС.

Одним из главных показателей теплотехнических свойств нагревательных приборов принято считать коэффициент теплопередачи К , то есть среднюю теплопередачу одного квадратного метра поверхности прибора, отнесенную к одному градусу разности средней температуры теплоносителя и воздуха в помещении.

Коэффициент теплопередачи каждого прибора, определяется, наряду с предварительным аналитическим исследованием зависимости процессов внутреннего и внешнего теплообмена, опытным путем. Экспериментальный путь определения К объясняется наличием многих факторов (конструктивные особенности прибора, условия его эксплуатации, способ установки, способ подключения и т.д.), влияющих на коэффициент прямо или косвенно и затрудняющих точность его определения расчетным путем. При экспериментах в большинстве случаев не проводится разделение теплового потока на части, выражающие передачу тепла конвекцией и радиацией, а также на полезный, используемый для нагрева помещений, и бесполезный, используемый для прогрева наружной стены за прибором. Выявленный коэффициент теплопередачи может определять и такой технико-экономический показатель, как теплонапряженность металла прибора Тм, то есть часовую теплопередачу прибора, отнесенную к одному килограмму веса металла прибора при перепаде средней температуры теплоносителя и воздуха в помещении в 1оС.

Теплоотдающая поверхность нагревательных приборов измеряется в квадратных метрах, однако, с целью единого технического и эксплуатационного показателя, в нашей стране в 1957 году введено измерение поверхности всех нагревательных приборов в эквивалентных квадратных метрах [2].

Эквивалентным квадратным метром (экм) называется такая условная площадь теплоотдающей поверхности нагревательного прибора, через которую при подключении прибора сверху вниз и средней температуре теплоносителя в приборе равной, 82,5 оС в воздух с температурой tв= 16 оС передается тепловой поток, при расходе теплоносителя 17,4 кг/ч, равный 435 ккал/ч (506 Вт).

В справочной литературе поверхность всех нагревательных приборов указывается в м2 и экм.

 

Цель работы

При выполнении настоящей лабораторной работы нужно определить коэффициент теплопередачи К , теплонапряженность металла Тм и удельный тепловой поток qэ с 1 экм для нагревательных приборов чугунного радиатора типа М-140 АО и стального штампованного радиатора М3-500-3.

 

Описание опытной установки

Принципиальная схема лабораторной установки для испытания отопительных приборов приведена на рисунке 1.

Рис.1. Схема установки: 1 – чугунный радиатор; 2 – стальной радиатор; 3 - подающая магистраль (из электронагревателя); 4 –подающая магистраль (из системы отопления); 5 – мерный бак;

6 – водосливная труба (в канализацию); 7 – термометры; 8 – вентили.

Теплоноситель в нагревательные приборы 1 и 2 может поступать из электрического нагревателя 3 или непосредственно из системы отопления лаборатории 4. Для измерения расхода воды установлен мерный 5, в который поступает теплоноситель от обоих приборов. После мерного сосуда вода через водослив 6 поступает в канализацию. Для измерения температуры на входе в приборы и выходах из приборов установлены ртутные термометры 7, которые помещены в специальные гильзы, заполненные минеральным маслом. Температура воздуха в помещении замеряется термометром, установленном на расстоянии 2м от нагревательного прибора и на высоте 1,5 м от поверхности пола.

Смена экспериментальных режимов осуществляется изменением расхода теплоносителя.

Характеристики испытуемых нагревательных приборов даны в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика прибора М-140 АО (4 секции) М3-500-3
Поверхность нагрева, м2/экм 1,2 1,2
1,4 1,56
Вес, кг 32,9 13,8
Емкость, л 5,72 5,0
Полная высота, мм
Монтажная высота, мм

 

Методика испытания

Расход теплоносителя определяется с помощью мерного бака или мерной мензурки. Измерив секундомером время его наполнения, массовый расход в кг/с можно определить по формуле

(2)

где V – объем бака или сосуда, м3; ρ – плотность воды при температуре на выходе из нагревательного прибора, кг/м3 (таб.2);

z – время заполнения мерного сосуда, с.

 

Таблица 2

t, оС
ρ,кг/м3 998,2 995,7 992,2 988,1 983,1 977,8 971,8
С,   0,999   0,997   0,997   0,997   0,998   1,000   1,002

 

Определение разницы температур между средней температурой теплоносителя в приборе и воздуха в помещении производится по выражению

(3)

где tвх, tвых – соответственно температура теплоносителя на входе и на выходе прибора, оС; tв– температура воздуха ув помещении, оС.

Определение количества тепла, отданного теплоносителем, определяется по формуле.

Q=G c(tвх tвых) (4)

где G – массовый расход теплоносителя, кг/ч; с – массовая теплоемкость воды, ккал/(кг оС).

Коэффициент теплопередачи прибора определяется из приведенной формулы 1 по выражению

Площадь нагревательного прибора принимается в м2 см.таб.1

Теплонапряженность материала прибора

Тм= (5)

Здесь m - масса металла, из которого состоит прибор, кг.

 

Порядок выполнения работы

Перед началом работы следует ознакомиться с методикой испытания нагревательных приборов, конструкцией экспериментальной установки и приборами. Для удобства подводящие трубопроводы окрашены в красный цвет как более нагрева, а отводящие – в голубой.

Внимание! Включение и выключение, а также смена режимов работы установки производится только учебным мастером и преподавателем.

Испытание провести в трех режимах с изменением расхода воды через приборы. Изменение параметров теплоносителя производить при установившемся тепловом режиме, то есть при неизменных температурах горячей и обратной воды.

Результаты измерений и обработки данных заносятся в таблицу 3.

По полученным данным для приборов строится график зависимости К =ftср).

Далее в работе необходимо определить для радиатора

М-140-АО удельный тепловой поток с 1 экм в ккал/(ч·экм):

qэ=

Полученное значение qэ сравнить с имеющимся значением по таблице 4. Для этого необходимо определить Δtпр = tвх tвых и разность температур воды на входе в прибор и воздуха в помещении tвх tв.

Сделать выводы по работе.

 

Приложение

Таблица 3

 

Таблица 4

  Δt =tвх - tвых , оС
tвх tв оС
qэ , ккал/ч·экм

 

Лабораторная работа №3

 

Исследование водо-водяной подогревательной установки

 

Водо-водяные подогревательные установки часто устанавливают на ЦТП и МТП в закрытых системах теплоснабжения. Водо-водяные подогреватели используются для подогорева водопроводной воды, поступающей в установки горячего водоснабжения. В качестве греющей среды используется сетевая вода.

Водо-водяные подогревательные установки применяют также при присоединении отопительных систем к тепловой сети по независимой схеме, когда по условиям рельефа местности или режима работы тепловой сети нельзя передать статическое давление присоединенных зданий на внешнюю тепловую сеть или же когда давление в обратной линии внешней тепловой сети превышает допустимое давление для присоединенных местных отопительных систем.

Абонентские водо-водяные подогреватели выполняются обычно из секционных подогревателей, соединенных последовательно по греющей и нагреваемой воде. Общий вид такой установки показан на рисунке 1.

 

Рис.1.Секционный водо-водяной нагреватель.

Здесь греющая вода протекает внутри малых трубок, а нагреваемая вода – в межтрубном пространстве.

В таких установках легко организовать течение греющего и нагреваемого теплоносителей по схеме противотока и получить высокий КПД.

В настоящей работе предлагается провести исследование работы одной секции подобного подогревателя на уменьшенной модели.

Целью работы является знакомство с конструкцией, работой и методикой расчета водо-водяных подогревателей.

 

Теоретические основы.

Водо-водяные подогреватели представляют собой рекуперативные теплообменные аппараты, в которых две жидкости с различными температурами текут в пространстве, разделенном твердой стенкой. Теплообмен между жидкостями происходит за счет конвекции и теплопроводности стенки.

Тепловые расчеты теплообменных аппаратов могут быть проектными и проверочными.

Проектные (конструктивные) тепловые расчеты выполняются при проектировании новых аппаратов, и целью расчеты является определение поверхности теплообмена.

Проверочные тепловые расчеты выполняются в том случае, если известна поверхность нагрева аппарата и требуется определить количество передаваемого тепла и конечные температуры рабочих жидкостей.

Тепловой расчет теплообменных аппаратов сводится к совместному решению уравнений теплового баланса и теплопередачи. Эти два уравнения лежат в основе любого теплового расчета. Рассмотрим эти уравнения для рекуперативных теплообменников при стационарном режиме их работы.

Уравнение теплового баланса:

(1)

где Q – тепловая производительность, Вт; G – массовый расход, кг/с; с – массовая теплоемкость, Дж/(кг· оС); t – температура во-

ды, оС.

Здесь и далее индекс 1 означает, что данная величина отнесена к греющей (горячей) жидкости, а индекс 2 – к нагреваемой (холодной) жидкости. Обозначение (' ) соответствует данной величине на входе в теплообменник, ('' ) – на выходе.

Уравнение теплопередачи чаще служит для определения поверхности теплообмена F и записывается :

Q = KΔtF (2)

где K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 оС); Δt – средняя разность температур (температурный напор) между греющей и нагреваемой жидкостями, оС.

Коэффициент теплопередачи рекомендуется определять из уравнения (3):

(3)

где α1 – коэффициент теплоотдачи от греющей жидкости к стенке;

α2 – коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемой жидкости,

Вт/(м2 оС); – толщина стенки, м; λ – коэффициент теплопро-водности материала стенки, Вт/(м оС).

Основной сложностью при расчете коэффициента теплопередачи является определение коэффициентов теплоотдачи зависящих от большого числа факторов.

Среднюю разность температур Δt можно определять как среднюю логарифмическую или среднюю арифметическую из крайних разностей температур (Δt в и Δtм).

Наиболее часто водо-водяные теплообменники встречаются с прямоточной и противоточной схемой движения теплоносителей. Если в аппарате горячий и холодный теплоносители протекают параллельно в одном направлении, то такая система называется прямоточной, если в противоположных направлениях (то есть навстречу) – противоточной.

Характер изменения температуры теплоносителей вдоль поверхности будет определяться схемой движения и соотношением теплоемкостей массовых расходов теплоносите-лей – С = G c (рис.2).

Рис.2.График изменения температуры теплоносителей при прямотоке (а) и противотоке (б).

Средняя логарифмическая и средняя арифметическая разности температур для обеих схем определяются:

(4)

(5)

Среднеарифметическую разность температур рекомендуется брать для расчетов, когда Δtвtм<2, в других случаях для точных расчетов необходимо брать среднелогарифмическую разность.

 

Описание опытной установки

Лабораторная установка представляет собой односекционный водо-водяной теплообменник рекуперативного типа, включенный по противоточной схеме движения теплоносителей (рис.3).

Рис.3.Схема опытной установки.

Размеры и характеристики модели приведены на стенде.

Горячий теплоноситель движется по 12 медным трубкам, а холодный – по межтрубному пространству. Горячая вода подается из термостата, где она предварительно нагревается до 60-80 оС.

Холодная вода берется непосредственно из водопровода или из напорного бака. Для измерения температуры горячей и холодной воды на входе и выходе установлены 4 медь-константановых термопары. Измерение расхода воды производится с помощью мерной мензурки и секундомера.

 

Порядок проведения опытов и обработки результатов

Для исследования работы теплообменника и дальнейших расчетов необходимо провести 3 – 4 опыта в различных режимах. Устанавливаем сначала максимальный расход холодной воды по перепаду температуры этой воды на входе и на выходе σt2 ~ 5оС. Расход горячей воды определяется мощностью насоса, установленного в термостате, и на всех режимах останется неизменным. Далее уменьшим расход холодной воды так, чтобы перепад температур был σt2 ~ 10оС и так далее до σt2 ~ 30оС.

В каждом режиме измеряем: температуру воды t’1 ,t”1 и t’2 ,t”2 и расход воды G1 и G2 .

По уравнению теплового баланса (1) определим тепловой поток. Далее строим температурный график t = f (F). Для этого достаточно нанести на график начальные и конечные значения температур. Определяем Δtб и Δtм и находим средний температурный напор по уравнениям (4) или (5). Из уравнения (2) определяем коэффициент теплопередачи K. Опытное значение коэффициента теплопередачи необходимо сравнить с расчетным значением, которое просчитывается для одного из режимов по методике изложенной в литературе. На этом работа считается законченной. В конце необходимо сделать выводы по работе.

Лабораторная работа №4

Тепло-влажностный режим строительных ограждений.

Конденсация влаги в толще ограждений.

Цель работы: Определить распределение влаги и наличии зоны конденсации в толще ограждения при различных вариантах расположения слоя тепловой изоляции, выбрать оптимальный вариант.

Теоретические основы.

Влага, содержащаяся в воздухе, может конденсироваться на поверхности и внутри наружной стены. Поверхностная конденсация происходит в случае соприкосновения теплого воздуха помещения с холодной поверхностью стены, при условии tв<tр(температура внутренней поверхности стены меньше температуры «точки росы»).

В зимнее же время водяной пар внутреннего воздуха, диффундируя через наружные ограждения, может встретить слои ограждения, температуру которых будет ниже «точки росы». Возникает конденсация влаги уже в толще ограждения. Избежать конденсации в толще удаётся далеко не всегда. Часто приходиться ориентироваться на естественную просушку ограждения в теплое время года. Просушка наиболее эффективна в ограждениях нижних этажей, в которых даже при безветрии поступает большое количество свежего (сухого) воздуха, а также в ограждениях, непосредственно обдуваемых ветром или облучаемых солнцем. Для неблагоприятных случаев целесообразно проветривание помещений и специальная вентиляция.

Конденсация влаги в толще ограждения происходит, если фактическая упругость водяных паров воздуха e, мм. вод. ст. достигает величины максимальной упругости водяных паров E, мм. вод. ст.

Для выявления наличия или отсутствия конденсации в толще стены необходимо выполнить следующее:

1.Построить график распределения температур в стене t=f(x)

2.Построить линию распределения в стене максимальной упругости водяных паров E=j(x)

3.Построить линию распределения реальной упругости водяных паров e=ψ(x)

4.Сравнить графики e=ψ(x) и E=φ(x) и выяснить наличие зоны конденсации (область между точками пересечения графиков).

Для построения температурного графика t=f(x) необходимо определить температуры внутренней поверхности, в заданных сечениях слоёв, на границе слоёв и температуру наружной поверхности. Для определения температур в указанных точках необходимо знать расчётные соотношения, характеризующие теплообмен через стену.

Процесс теплообмена между внутренним и наружным воздухом через разделительную стенку называется теплопередачей.

Количество теплоты, теряемое через стенку, определяется с помощью уравнения теплопередачи:

Q = kF(tвtн) = (1)

где k – коэффициент теплопередачи, вт/(м2 оС); αв, αн – коэффициент теплоотдачи соответственно внутренней и наружной поверхностей ограждения, вт/(м2 оС); λ - коэффициент теплопроводности материала ограждения, вт/м2град; tв, tн– температура соответственно внутри и снаружи помещения,оC; F– поверхность ограждения, м2.

Процесс теплопередачи складывается на трёх процессов:

1) теплоотдачи от внутреннего воздуха и внутренней поверхности стены, при этом количество теплоты отдаваемое воздухом поверхности соответствует закону Ньютона-Рихмана:

Q= , (2)

где τв – температура на внутренней поверхности стены, оC ; Rв=1/αв, – сопротивление теплоотдаче с внутренней поверхности стены, м2 оC/вт.

2) теплопроводности стены, причем согласно закону Фурье стена проводит следующее количество теплоты:

, (3)

 

где τнп – температура на наружной поверхности стены, оC;

Rст= – сопротивление теплопроводности стены из n слоёв, (м2 оC) /вт.

3) теплоотдачи от наружной поверхности стены к воздуху

Q = αн·(τнпtнF (4)

При установившемся(стационарном) теплообмене тепловой поток остается неизменным. Одно и тоже количество теплоты отдаётся от воздуха к поверхности и передаётся через стенку.

(tв – δвп) = k(tб tн) (5)

Из уравнения 5 определяется температура на внутренней поверхности стены

(6)

Аналогично находится температура наружной поверхности

(7)

Сравнивая тепловой поток, воспринимаемой поверхностью и проводимый через первый слой, найдем температуру на границе 2-ух слоёв:

(8)

Приравнивая тепловой поток, через первый слой стены и часть этого слоя с толщиной x1,. Определяется температура в точке первого слоя:

(9)

Температуру в сечении x2 второго слоя можно определить по следующему уравнению:

(10)

Распределение водяных паров в толще стены.

а) максимальная упругость водяных паров- существует однозначная зависимость максимального содержания водяного пара в воздухе от температуры

Если t > 0, то

Если t < 0, то (11)

Rпв = 0,0267, (м2·ч·рт.ст.)/г ; Rпн = 0,0052 , (м2·ч·рт.ст.)/г

Следовательно, зная распределения температуре стене, можно определить максимальную упругость водяного пара в любом сечении.

б) фактическая упругость водяных паров - действительное распределение упругости водяного пара зависит от влажности внутреннего и наружного воздуха и величины сопротивления паропроницанию внутренней и наружной воздуха и внутренних слоёв стены.

Значение действительной упругости водяного пара, которое было бы при отсутствии конденсации влаги в толще стены

(12)

где eв = φEв-упругость водяного пара с внутренней стороны стены, мм рт. ст.; eн = φEнк- упругость водяного пара с наружной стороны стены, мм рт. ст.; Rвп - сопротивление паропроницанию внутренней поверхности стены, (м2 ч мм рт.ст.)/г, Rвп = 0,2 , (м2·ч·рт.ст.)/г;

Rнп - сопротивление паропроницанию наружной поверхности сте-

ны, (м2ч мм рт.ст.)/г, Rвп = 0,1 , (м2·ч·рт.ст.)/г; Rоп –сопротивление паропроницанию ограждения, которое определяется по формуле (13):

Rоп = Rвп + SRi + Rнп (13) где SRi- сумма сопротивлений паропроницанию внутренних слоёв стены от внутренней поверхности(м2·ч·рт.ст.)/г.

На рис.1- характерные варианты расположения линий e и E в однослойном ограждении (всегда e<E), схема б)- о конденсации в толще, так как в отдельных сечениях упругость e>E.

Рис.1. Варианты расположения линий Е и е в однослойном ограждении

Зона конденсации уменьшается между точками А и Б, получаемыми касательными, проведенными к кривой Е из точек eвп и eнп. Действительная( уже с учетом конденсации) линия упругости представляет собой участок прямой eвп-А, кривую А-Б и прямую Б - eнп.

Содержание работы

В работе задана двухслойная стена, необходимо исследовать влияние различных вариантов расположения слоя тепловой изоляции на возможность образования зоны конденсации влаги в стене. Для этого проводится расчёт для двух вариантов конструкции стены:

Реальный процесс распределения влаги в толще многослойного ограждения заменяется математическим моделированием его на ЭВМ, по формулам.

Рис.2.Схема расположения конструктивного и теплоизоляционного слоев

в ограждающих конструкциях.

 

Задание.

1.Выбрать материал и толщину каждого слоя стены.

2.По СниП.3-79 выписать теплотехнические характеристики каждого материала λ,μ,

3.Задать характеристики внутренней и наружной среды: tв,tн,φв,φн.

4.Записать расчетные значения параметров для каждого слоя: t- температуру на границе слоя;

E- максимальную упругость слоя;

e –фактическую упругость слоя.

5.Построить графики t = f(δ), E = f(δ), e = f(δ) и исследовать возможность зоны конденсации.

6.Сделать выводы.

Внимание!!!

1.Расчет ведется только для двухслойной стенки.

2.Теплоизоляционный материал со значением < .

Лабораторная работа №5

Определение степени изменения теплоотдачи отопительного прибора при переходе в нерасчётный режим.

 

Цель работы. Определение теплоотдачи прибора при изменённых параметрах теплоносителя.

Теоретическая часть.

Поддержание внутренней температуры воздуха в помещении на расчётном уровне в течении всего отопительного сезона обеспечивается при выполнении условия:

(1)

где - текущая теплоотдача элементов системы отопления в помещение.

Изменение теплоотдачи элементов постоянно действующей системы отопления обеспечивают, прежде всего, путём централизованного изменения параметров теплоносителя (температуры, расхода). Реже это достигают при прерывистом отоплении, при переходе к применению другой отопительной установки (дежурное отопление) или за счёт изменения интенсив­ности теплоотдачи отопительных приборов (например, при использовании воздушного клапана в конвекторе с кожухом). Иногда используют несколько факторов, вызывающих изменения теплоподачи в помещения.

Регулирование разветвлённой системы отопления должно сопровождаться равномерным изменением теплоотдачи всех элементов системы. Такое свойство системы пропорционально изменять теплоотдачу элементов при изменении какого либо параметра или их сочетания называют тепловой устойчивостью системы отопления.

Часто тепловую устойчивость связывают с гидравлической устойчивостью - свойством пропорционально изменять расход теплоносителя во всех элементах системы отопления при централизованном изменении его количества. Полной взаимосвязи во всех системах отопления между гидравлической и тепловой устойчивостью не наблюдается. Связано это с непостоянством коэффициента теплопередачи нагревательных элементов системы при изменении в ней температуры и расхода теплоносителя.

Рассмотрим переменный тепловой режим элемента системы на примере участка системы водяного отопления. Теплоотдача участка системы сопровождается изменением температуры воды на выходе из элемента t0 при известных значениях температуры воды на входе и расход воды G по известному выражению:

(2)

Где с - удельная массовая теплоёмкость воды. - Температура t0 может быть определена с использованием так называемой тепловой характеристики элемента Т*. Тепловая характеристика предложена при решении дифференциального уравнения теплопередачи при движении нагретой жидкости через участок системы отопления:

(3)

где

- средняя разность температуры, °С; G - расход воды, кг/с; m,n,p - показатели (из справочной литературы).

После преобразований получим выражение для вычисления текущей средней разности теплоносителя и окружающего элемента воздуха:

(4)

а также тепловой характеристики элемента Т, определяющей процесс теплопередачи элемента системы отопления:

(5)

Уравнения (4) и (5) совместно приводят к -формуле для определения температуры на выходе из теплоотдающего элемента системы при расходе воды, равном расчетному:

(6)

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.