МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

(Минсельхоз России)

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КУРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМ. ПРОФ. И.И.ИВАНОВА»

Кафедра Электротехники и МЖ

Лабораторная работа №7

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДНОГО НАГРЕВАТЕЛЯ

по дисциплине «Электропривод»

КУРСК – 2007

Составили: профессор Серебровский В.И.

преподаватель Назаренко Ю.В.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДНОГО НАГРЕВАТЕЛЯ

Цель работы: Изучить устройство, принцип работы и действие электродного нагревателя, определить зависимость мощности водонагревателя от удельного сопротивления воды и температуры.

В электрифицированных колхозах и совхозах применяются электрические водонагреватели. Преимущества электрических водонагревателей по сравнению с огневыми – пожарная безопасность, возможность установки в любом месте, экономия рабочей силы, возможность автоматизации управления на расстоянии (пуск, остановка, регулирование температуры).

В практике применяются типы электродных водонагревателей (см. приложение).

а) однобаковые непроточные с тремя пластинчатыми электродами, расположенными под углом 120^о и соответствующими им шесть экранами.

б) однобаковые непроточные с тремя пластинчатыми электродами, расположенными под углом 120^о относительно друг друга.

в) однобаковые проточные с пластинчатыми электродами.

г) однобаковые проточные с цилиндрическими коаксиальными электродами.

Электроды водонагревателей для питьевых целей изготовляются из нержавеющей стали или графита (угольные электроды). Величина сопротивления рабочей цепи зависит от удельного сопротивления воды, площади электродов, расстояния между ними, интенсивности парообразования, величины давления в котле, а так же от температуры воды. Электродный водонагреватель лабораторной установки состоит из металлической банки 1, трехфазного пластического нагревателя 2 и экранирующего кольца 3.

В производственных установках металлический бак снаружи покрывается теплоизоляционными материалами для уменьшения потери тепла в окружающую среду. Трехфазный электродный нагреватель изготовлен из нержавеющей стали, три его электрода расположены под углом 120^о с зазором 1 см. Экранирующее кольцо служит дополнительным средством защиты людей и животных от поражения электрическим током.

Принцип работы электродного водонагревателя основан на законе Ленца-Джоуля, отражающего связь между величиной тока в цепи и количеством выделенного тепла в этой цепи:

Q = 0,24 , (1)

где I _ф – ток, проходящий по воде между пластинами, (А);

R – сопротивление воды на одну фазу, (Ом);

t – время (сек).

Так как I_ф²R = P, то для трехфазного нагревателя, соединенного по схеме треугольника мощность нагревателя будет равна:

, (2) где ,

индекс Л – линейное значение электрической величины трехфазного тока, Ф – фазное.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Собрать электрическую схему включения электродного водонагревателя.

2. Включить водонагреватель и нагреть воду до 90 ^оС. В процессе нагрева наблюдать за изменением тока и температуры воды, записать в таблицу 1.

3. Определить производительность водонагревателя:

(л/час) (3)

V – объем (л);

t – время нагрева, (мин).

4. Определить количество тепла, которое необходимо для обеспечения часовой производительности

Q = M (t° кон. - t° нач) (4)

С – теплоемкость воды, (С = I кал/ г град)

5. Определить среднюю мощность водонагревателя:

кВт (5)

где, 860 - тепловой коэффициент одного квт-часа;

h - к. п. д. водонагревателя принимаем 0,9…0,98;

t – время работы водонагревателя (час).

6. Мощность определяется по формуле:

, (6)

- средний фазный ток

где - средний фазный ток (при одном ампере) считать

сопротивление Ом (7)

7. Удельный расход электроэнергии

кВт (8)

При заполнении табл. 1 Р рассчитываем по формуле (6), R – (7).

Удельное сопротивление воды:

(9)

где S – площадь пластины (электрода) – 8 см²,

L – расстояние между электродами – 1 см.

8. Построить график зависимости мощности от температуры воды, имеющий вид:

9. Схема включения лабораторной установки имеет вид:

А В C N

Таблица 1

V, л	t, град.	I, А	U, В	P, Вт	R, Ом	S, Ом/см
1	2	3	4	5	6	7
5	10
	20
	30
	40
	50
	60
	70
	80
	90

Время опыта Т= минут

Контрольные вопросы

1. Устройство и принцип действия водонагревателя.

2. От чего зависит мощность водонагревателя.

3. Схема включения водонагревателя в сеть.

4. Меры безопасности при монтаже и эксплуатации водонагревателя.

Приложение

Конструкция типов электродных водонагревателей

7

3

6

4

5