Лабораторная работа 6 выбор топлив и теплогенерирующего оборудования

УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ.

1. К выполнению лабораторной работы допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности.

2. При выполнении лабораторной работа необходимо помнить, что прикосновение к чрезмерно разогретой поверхности может привести к ожогам.

Цель :

Ознакомиться с энергосберегающими технологиями производства тепла. Научиться определять основные технические характеристики котлов .

Задачи:

1. Рассмотреть основных потребителей энергоресурсов Орловской области.

2. Получить навыки в выборе энергосберегающих технологий

3. Дать техническую характеристику существующим котлам систем теплоснабжения

.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с котлами автономного теплоснабжения малых предприятий .

2. Определить их основные технические характеристики и данные внести в таблицу 3.

3. Дать качественную оценку и выбрать наиболее энергосберегающий , качественный котел.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГАЗОВЫХ КОТЛОВ ДЛЯ СИСТЕМ АВТОНОМНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ МАЛЫХ

ПРЕДПРИЯТИЙ

Таблица 6.3 ­ Сравнительные характеристик котлов

№№ п\п	Наименование показателя	Наименование теплогенератора
		КНГ-18 РФ	Demir Dokum kombi Турция	Domina – C24 Италия	Ю.Корея	ГОП-1
1	Назначение
2	Схема котла
3	Мощность
4	Тип топки
5	Циркуляция теплоносителя
6	Тип насоса
7	Основные элементы котла
8	Устройства защиты
9	Технологичность
10	Гарантийный срок
11	Стоимость
12	Соотношение цена/качество

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10.

Расчет и испытание теплообменного аппарата (типа «труба в трубе»).

Цель работы: повышение уровня знаний в вопросах теплопередачи и приобретение навыков экспериментального исследования, работы эле­ментов технологических цепей и теплообменного оборудования.

Задачи работы.

1. Изучение конструкции теплообменника «труба в трубе».

2. Испытание теплообменника. Определение коэффициента теплопередачи. Площади поверхности теплообмена.

В зависимости от направления движения теплоносителей рекупе­ративные теплообменники могут быть (рис.10.2) прямоточными при парал­лельном движении теплоносителей в одном направлении (а), противоточными при параллельном встречном движении (б)

Рис.10.2 Схемы движения теплоносителей в теплообменниках «труба в трубе»: а - прямоточное; б - противоточное;

Стенд для проведения лабораторной работы включает в себя трубу большего и меньшего диаметра (рис. 10.3), вентилятор для подачи холодного воздуха и воздухонагреватель для организации потока горячего нагревателя

Рис.10.3. Схема лабораторной установки для проведения испытания теплообменного аппарата

Последовательность выполнения работы

1. Ознакомиться с конструкцией теплообменника «труба в трубе» и с помощью штангенциркуля замерить размеры теплообменника:

d_нар и d_вн - диаметры внутренней трубы, м;

D _нар и D_вн - диаметры наружной трубы, м;

2. Измерить параметры воздуха в схеме прямотока. Установить воздухонагреватель на конце внутренней трубы. С помощью анемометра, установленного на другом конце внутренней трубы измерить скорость воздуха .

3. Установить вентилятор в отверстие наружной трубы , находящееся с того же конца , что и отверстие с нагревателем (рис.10.3) и включить его. Анемометром померить скорость нагреваемого воздуха. Данные занести в таблицу.

4. Повторить замеры для противотока. Для создания противотока переместите воздухонагреватель на другой конец внутренней трубы, при этом вентилятор нагреваемого воздуха не трогать. Теперь, входы одного потока совпадают с выходами другого потока.

5. Провести измерения указанные в пунктах 2-4 три раза че­рез каждые 5 минут после установления стационарного режима и за­нести их в таблицы 10.1а и 10.2а соответственно;

6. После окончания измерения выключить установку.

Обработка результатов испытаний.

1. Тепловая нагрузка Q на теплообменник определяется по формуле 7.1, Вт, для нагреваемого воздуха:

Q = G ·с_ср (t_2вых - t_2вх) (10.1)

где G = w· f · ρ - массовый расход нагреваемого воздуха через трубу, кг/с;

с_cp - теплоемкость воздуха, Дж/кг К;

f - живое сечение трубы для прохода нагреваемого воздуха, м, определяется по формуле 10.3 ;

ρ - плотность воздуха, кг/м³;

w- скорость ветра в сечении трубы, измеренная анемометром, м/с;

с_cp и ρ - берутся при средней температуре воздуха в трубе по таблице 10.3.

t_cp = (t_{2вых +} t_2вх) / 2 (10.2)

(10.3)

где d_экв – эквивалентный диаметр внутреннего теплообменного пространства теплообменника, м, определяется по формуле

2. Коэффициент теплопередачи К определяется по формуле 10.4, :

(10.4)

где α₁ - коэффициент теплоотдачи от греющего воздуха к стенке трубы , , определяется по формуле 10.5;

α₂ - коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к нагреваемому воздуху, , определяется по формуле 10.5;

- термическое сопротивление стенки трубы;

 - толщина стенки трубы, м;

 - коэффициент теплопроводности материала трубы, ;

 = 6,2 + 4,2w; ( 10.5.)

где w – скорость воздуха в соответствующей трубе, м/с, замеряется анемометром.

3. Площадь поверхности теплообмена , м², определяется по формуле 7.6

(10.6.)

4. Для определения температурного напора Δt _ср () строим схемы потоков как на рисунке 7.4. как для прямотока, так и для противотока. Определяем значения разностей (t₁ - t₂) на концах потоков и присваиваем им обозначение Δt _б и Δt _м , соответственно. Если величины незначительно отличаются друг от друга, а их отношение Δt _б / Δt _М < 2, то средний температурный напор можно приближенно определить из выражения 10.7:

Δt _ср = (Δt _б + Δt _М) / 2. (10.7)

а при Δt_б / Δt_М > 2 средняя разность температур (средний логарифмический температурный напор), определяется по формуле 10.8:

где Δt _ср = (10.8)

Рис.10.4. Схема определения средней рабочей температуры Δt _СР установки при прямотоке и противотоке

Протоколы результатов измерений и вычислений прямотока

Таблица 10.1а

№	tвх1, °С	tвых1, °С	tвх2, °С	tвых2, °С	w1, м/c	w2, м/c	G, кг/c	, кг/м3	с, Дж/кг∙К	Q, Вт
1
2
3

Таблица 10.1б

№	α1,	α2,	, м	,	К,	Δt ср (θ) °С	F, м2
1
2
3

Протоколы результатов измерений и вычислений противотока

Таблица 10.2а

№	tвх1, °С	tвых1, °С	tвх2, °С	tвых2, °С	w, м/c	G, кг/c	с, Дж/кг∙К	Q, Вт
1
2
3

Таблица 10.2б

№	α1,	α2,	, м	,	К,	Δt ср (θ) °С	F, м2
1
2
3

35