6 Часов

Изучение процесса теплового излучения от отопительных регистров

Цель работы: дать учебный материал по определению процессов происходящих при отоплении помещений отопительными приборами от централизованного источника теплоты путем перемещения теплоносителя.

Задачи работы: ознакомить с различными способами теплопередачи при помощи перемещения теплоносителя.

Обеспечивающие средства: отопительный регистр. измеритель температуры CENTER-350 с жидко-кристаллическим дисплеем, компьютер для обработки данных.

Задание: Усвоить методику вычисления параметров теплообменных аппаратов. Определить принципы расчета теплообменных аппаратов. Изучить конструктивный и поверочный расчет теплообменных аппаратов[ 2, 3, 5, 8, 12, 13 ].

Требования к отчету: отчет предоставляется каждым студентом в конце лабораторной работы после оформления и записи выводов по итоговым данным в соответствии с требованиями по оформлению отчетов [ 11 ].

Технология работы:

1.Подготовить рабочее место для проведения эксперимента.

2.Изучить порядок проведения эксперимента по приведенным расчетным формулам[ 8 ].

Теплоносители (пар, горячая вода, воздух и т. д.) по тепловым сетям (теплопроводам) поступают к потребителю тепла. В процессе движения теплоносителя по теплопроводу происходят потери тепла и падение температуры теплоносителя вдоль теплопровода. Поэтому задача теплового расчета теплопровода – это определение тепловых потерь, падения температуры теплоносителя вдоль теплопровода и выбор толщины изоляции.

Для практических расчетов потери теплоты q_е, отнесенные на единицу длины теплопровода, определяются по формуле:

(9.1.)

где t_т – температура теплоносителя, ºС;

t_о – температура окружающей среды, ºС;

ΣR_и – термическое сопротивление слоев изоляции, ;

R_н – термическое сопротивление наружной поверхности изоляции, .

Толщина изоляции теплопроводов определяется техническими и технико-экономическими соображениями путем расчетов. При прокладке теплопроводов в рабочих помещениях по условиям техники безопасности температура на его поверхности не должна превышать 40…50 ºС.

3.Изучить материал для расчетов [ 5 ].

Потребителей теплоты в лесной отрасли можно условно подразделить на четыре группы: производственно-технологические процессы; отопление, вентиляция и горячее водоснабжение производственных участков; отопление, вентиляция и горячее водоснабжение административных зданий и культурно-бытовых учреждений; отопление и горячее водоснабжение жилого поселка.

В качестве теплоносителей для большинства потребителей применяются вода и водяной пар. В некоторых производственных процессах (сушка лесоматериалов и т. д.) в качестве теплоносителя используются топочные газы и нагретый воздух.

По температуре теплоносителей производственно-технологические процессы в лесной промышленности можно подразделить на три группы: низкотемпературные, при которых температура теплоносителей не превышает 150 ºС; среднетемпературные, в которых температура теплоносителей составляет 150…350 ºС; высокотемпературные процессы с температурой теплоносителей 350 ºС и выше.

На предприятиях лесной промышленности на производственно-технологические нужды используются преимущественно низко- и среднетемпературные теплоносители. Для систем отопления и бытового потребления применяются обычно горячая вода температурой 60…95 ºС.

Расчет расхода теплоты является основой для определения мощности системы теплоснабжения для организации эксплуатации теплоснабжения. Необходимо знать расход теплоты в разное время суток, года; чаще всего требуется знать часовой и годовой расходы теплоты.

По максимальному часовому расходу теплоты выбирается мощность источника теплоснабжения (котельной), рассчитываются теплопроводы, оборудование потребителей тепла и другое оборудование.

Годовой расход теплоты необходим для расчета объема, необходимого топлива и организации топливного хозяйства. По годовому расходу теплоты определяют удельный расход ее на единицу вырабатываемой продукции, коэффициент загрузки и использования установленных котлоагрегатов, их числа и мощности.

Количество теплоты, необходимое на отопление Q в практике эксплуатационных расчетов, определяется по формуле:

Q = q_от · V_зд · (t_вн – t_нар), , (10.1.)

где q_от – удельная тепловая (отопительная) характеристика здания, (q = 0,52…0,87 );

V_зд – объем отапливаемого здания по наружному обмеру (без подвала) м³;

t_вн – температура воздуха внутри помещения (для производственных участков t_вн = 14…18 ºС);

t_нар – температура наружного воздуха, ºС.

Расчетная наружная температура t_нар принимается равной средней температуре воздуха наиболее холодной пятидневки в данном населенном пункте из 8 зим за 50-летний период (берется по справочным данным).

Удельные отопительные характеристики зданий зависят от типа наружных стен, объема, этажности, степени остекления, от климатической зоны и т. д.

Отопительный период обычно начинается и заканчивается при наступлении устойчивой температуры наружного воздуха 8 ºС за пятидневку.

Годовой расход тепла на отопление можно определить по формуле:

Q = 24 · 0.5 · Q · П_от, , (10.2.)

где 24 – время суток, ч;

П_от – продолжительность отопительного сезона, суток.

Продолжительность отопительного сезона берется по климатологическим таблицам и санитарно-техническим нормам для данного района.

4.Построить зависимость теплового потока от температур теплоносителя и окружающей среды [ 8 ].

5.Произвести анализ и записать выводы по итоговым данным.

Контрольные вопросы:

1. Чем отличается теплопередача от тепплоотдачи?

2. Какие виды теплообменных аппаратов есть в двигателе внутреннего сгорания?

3. Что такое эффективное излучение?

4.Что такое термическое сопротивление?

5. Какое определение теплообменного аппарата?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

2 часа

Определение термодинамических параметров двигателя МАЗ-5434 для исходных данных теплового расчёта четырёхтактного двигателя внутреннего сгорания

Цель работы: показать выбор термодинамических параметров для расчета тепло-технических характеристик двигателя в соответствие с существующими видами топлив, конструктивными особенностями двигателя; освоить порядок выбора параметров для расчета температурного режима работы двигателя и его динамических характеристик.

Задачи работы: ознакомить с техническими характеристиками двигателя ЗИЛ – 130; показать порядок определения температурного режима работы двигателя; научить сравнителному анализу выбора параметров в соответствие с конструктивными особенностями двигателя внутреннего сгорания в зависимости от применяемого вида топлива, степени сжатия в камере сгорания, температурного режима работы, способов уменьшения детонации.

Обеспечивающие средства: обкаточно – тормозной стенд КИ – 5543, методические указания по снятию технических характеристик поршневого ДВС ЗИЛ-130 на откаточно-тормозном стенде КИ-5543 ГОСНИТИ, измеритель температуры CENTER-350 с жидко-кристаллическим дисплеем, компьютер для обработки данных.

Задание: Усвоить методику вычисления термодинамических параметров для расчета теплотехнических характеристик двигателя в соответствие с существующими видами топлив, конструктивными особенностями двигателя. Определить порядок выбора параметров для расчета температурного режима работы двигателя и его динамических характеристик [ 1, 2, 3, 5, 8, 12, 13 ].

Требования к отчету: отчет предоставляется каждым студентом в конце лабораторной работы после оформления и записи выводов по итоговым данным в соответствии с требованиями по оформлению отчетов [ 11 ].

Технология работы:

1. Подготовить рабочее место для проведения лабораторной работы.

2. Изучить термодинамические параметры (таблица 5.1.) для расчета теплотехнических характеристик двигателя в соответствие с существующими видами топлив, конструктивными особенностями двигателя[ 4].

Таблица 5.1.

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Степень сжатия	ε
Коэффициент наполнения » избытка воздуха » использования тепла » неполноты диаграммы	ηv α ξ φ
Степень повышения давления	λ
Температура окружающей среды, К » свежего заряда » остаточных газов в начале впуска	Т0 =273 +15 = 288 Т0 = Т0+∆t Tr
Давление окружающей среды, МПа. » остаточных газов в начале впуска	p0 = 0,101 pr
Показатель политропического сжатия » » расширения	п1 п2

Данные о топливе приводятся в таблице 5.2.

Таблица 5.2.

Показатель топлива	Условное обозна­чение	Двигатели
		карбюра­торные	дизельные
Вид	-	Бензин	Дизельное
Состав, %: углерода	gC	85,4	85,7
водорода	g H	14,2	13,3
кислорода	GO	0,3	1,0
Низшая теплотворная способность, кДж/кг	hu	43600	41700

3. Изучить материал для расчетов [ 4 ].

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА

1. Давление в конце впуска, МПа,

p_a= p_o(ε – 1)/εη_vТ₀^’/ T₀ + p_r/ε

2. Температура в конце впуска, К,

T_a= T₀^’/ (1 – (p_r/εp_a)[(T_r – T₀^’)/ T_r]

3. Показатель политропического сжатия (для карбюра­торных двигателей)

n = 1,41 – 100/ n_ен

4. Давление в конце сжатия, МПа,

p_c= p_a ε ⁿ

5. Температура в конце сжатия, К,

T_a= T_a ε ^n-1

4. Определить порядок выбора параметров для расчета температурного режима работы двигателя и его динамических характеристик [ 1, 2, 3, 4, 5,].

5. Произвести анализ и записать выводы по итоговым данным.

Контрольные вопросы:

1. Каков элементарный состав топлива?

2. Почему тепловые балансы обычно сводят по низшей теплоте сгорания?

3. Что такое коэффициент избытка воздуха?

4. В чем конструктивные особенности дизельного и карбюраторного двигателя?

5. По каким признакам классифицируются поршневые ДВС?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6