Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Системы отопления. Лабораторный практикум
.pdf
,
2
ttGc
K
5,0
пр
A
пр
выхвх
tt
выхвх
t
2
в
tt
выхвх
.
(3.4)
В настоящее время для определения площади
поверхности и количества элементов отопительного прибора,
кроме коэффициента теплопередачи отопительного прибора
Кпр, используют величину теплового потока. Эта величина
зависит от значения поверхностной плотности, т. е. значения
теплового потока qпр, передаваемого от теплоносителя в
окружающую среду через 1 м2 площади внешней поверхности
прибора.
Для секционных радиаторов qпрможет быть отнесена к
одной секции, Вт/секция, а для стальных штампованных
радиаторов - ко всему прибору, Вт/прибора.
Поверхностная плотность теплового потока (при
теплоносителе воде) определяется по формуле
tKq
српрпр
где Кпр - то же, что и в формуле (3.4); ∆t
- разность средней
cp
(3.5)
температуры воды в приборе и температуры окружающего
воздуха (эту разность называют температурным напором), т. е.
tt
выхвх
t
,
в
(3.6)
где tвх,t
t
ср
- соответственно температура воды на входе и
вых,tв
выходе из отопительного прибора и воздуха в помещении, °С.
Номинальную плотность теплового потока q
ном
, Вт/м
2
или Вт/секция, или Вт/прибора, определяют путем испытания
отопительного прибора при стандартных условиях: средний
температурный напор ∆tcp=70 °С, расход воды через прибор
составляет Gпр=360 кг/ч (0,1 кг/с); атмосферное давление
равно Рб=101330 Па.
21
Если известно значение номинальной плотности
теплового потока прибора q
, то можно определить
ном
расчетную плотность теплового потока отопительного
прибора qnp, Вт/м2, для условий его работы, отличных от
стандартных, по формуле
p
Gt
пр
,
36070
(3.7)
где q
ср
qq
номпр
- номинальная плотность теплового потока
ном
n
1
отопительного прибора при стандартных условиях работы,
Вт/м2 (определяется по справочным данным); ∆t
- то же, что
cp
и в формуле (3.6); Gпр - действительный расход воды через
отопительный прибор, кг/ч; n и p- числовые коэффициенты,
выражающие влияние гидравлических особенностей прибора
на его коэффициент теплопередачи (для условий
лабораторной работы п=0,3 и р=0,02 при Gпр=18-50 кг/ч; р=0
при G=54-536 кг/ч; р=0,1 при G=536-900 кг/ч); значения n и p
приведены в прил. 4 [6] и [4].
Относительный расход воды - это отношение
действительного расхода воды через прибор к номинальному
расходу, принятому при тепловых испытаниях; при
испытаниях приборов за такой расход принят расход воды 360
кг/ч (0,1 кг/с).
Коэффициент теплопередачи отопительного прибора,
Вт/(м2·°С), при произвольной разности температур и
различном относительном расходе воды через прибор (при
движении воды в приборе сверху-вниз) можно определить по
формуле
K
пр
,
t
ср
(3.8)
q
пр
где qпр иΔtр- то же, что в формуле (3.7).
Экспериментальное определение коэффициента
теплопередачи может быть выполнено для биметаллического
22
отопительного прибора ROVALL или стального радиатора
KermiFKO 22 05 06; присоединение прибора Kermi к стояку
можно принять односторонним или разносторонним
(диагональным).
Номинальный тепловой поток одной секции прибора
ROVALL равен q
=179 Вт/секция, а поверхность
ном
теплоотдачи одной секции составляет 0,474 м2. Поверхность
теплоотдачи прибора Kermi составляет 3,59 м2, а
номинальный тепловой поток прибора равен q
ном
=865
Вт/прибора.
3.3. Описание лабораторной установки
Установка для испытания отопительного прибора при
теплоносителе (вода) состоит из испытательного стенда и
системы питания отопительного прибора горячей водой
(рисунок). Система питания состоит из электрического
автоматизированного котла 1, главного подающего стояка 2,
подающей магистрали 3, подающих стояков 4 и 5,
отопительных приборов 6 и 7, обратных стояков 8 и 9,
обратной магистрали 10, обратного главного стояка 11,
закрытого расширительного бака 12. Для измерения расхода
воды установлены водомеры 13. Воздух из трубопроводов и
отопительных приборов удаляется через автоматический
воздухоотводчик (на рисунке не показан). Шаровой кран 15 с
патрубком 16 предназначен для спуска воды из установки.
Для измерения температуры воды и давления в отдельных
точках установки установлены приборы РТ. У отопительного
прибора 7 установлен автоматический терморегулятор 17.
Подключение отопительного прибора 6 во время проведения
лабораторных работ может быть односторонним или
диагональным.
Установка работает следующим образом. Горячая вода
из котла 1 по главному подающему стояку 2 и подающей
магистрали 3 поступает в отопительный прибор 6 или 7 (по
указанию преподавателя); например, если Кпр определяют
23
для прибора 6, то два шаровых крана у этого прибора
открывают, а у прибора 7 - закрывают. Проходя через прибор,
горячая вода отдает часть теплоты воздуху помещения.
Охлажденная вода по обратному стояку 8 поступает в
обратную магистраль 10 и возвращается в котел 1 для
повторного нагрева. Циркуляция воды осуществляется
циркуляционным насосом.
Температура воды, поступающей в прибор и выходящей
из него, измеряют приборами РТ; движение воды в приборе
осуществляется сверху-вниз. Расход воды в приборе
измеряется водомерами 13.
Температуру воздуха в помещении tB измеряют
жидкостным термометром, размещая его на расстоянии 2 м от
фронта испытываемого прибора на уровне 1,5 м от пола. Все
измерения проводят при установившихся температурах и
постоянном расходе воды. Показателями установившегося
состояния являются колебания температуры воды t
вх
и
обратной воды tк в пределах 0,1 °С и расходе воды в пределах
±1 %.
Для проведения лабораторной работы требуются
приборы: термометр со шкалой до 50 °С и секундомер.
Схема установки для определения коэффициента
теплопередачи отопительного прибора
24
вх,°С
к,°С
в,°С
3.4. Порядок проведения работы
Включают установку в работу за 15-20 минут до начала
измерений. Регулирующим краном 14 устанавливают
соответствующий расход воды через прибор. Измеряют
температуру воды, поступающей в отопительный прибор t
вх
и
выходящей из него tк. Измеряют температуру воздуха в
помещении tв термометром, помещая его на расстоянии 2 м от
фронта отопительного прибора и на уровне 1,5 м от пола.
Резервуар термометра необходимо защитить от лучистого
тепла экраном. Замеры производят не менее трех раз при
установившемся режиме в течение 10-15 минут. Результат
заносится в таблицу.
Водомером измеряют расход воды V, прошедшей через
отопительный прибор, м3/с. Зная температуру воды на выходе
из прибора, по справочнику [4] определяют плотность воды, а
по формуле G=V·δ определяют расход воды в кг/с.
Протокол испытаний
Показания водомера Расход воды
через
прибор
Номер
начальное конечное м3/с кг/с
измерения
1
2
3
По формуле (3.4) вычисляют коэффициент
теплопередачи отопительного прибора. По формуле (3.7)
определяют q
при средних значениях tвх, tк, tв, а по формуле
np
(3.8) вычисляют К'пр. Определяют величину отклонения ∆К в
процентах по формуле
25
KK
прпр
K
K
100
п
и анализируют полученные результаты.
Вопросы для самопроверки
1. Что называется коэффициентом теплопередачи
отопительного прибора?
2. От каких основных факторов зависит коэффициент
теплопередачи прибора?
3. Какими показателями характеризуется стационарный
тепловой режим отопительного прибора?
Для подготовки к работе требуется литература [3,6,9,11].
(3.9)
26
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ОТОПИТЕЛЬНОГО
ПРИБОРА
4.1. Цель работы
Определить количество теплоты, которое отдает
отопительный прибор и открыто проложенные трубопроводы.
Значения Кпр, t
ср, Gnp
, t
в, tвх
, t
, n, p принять по данным
вых
лабораторной работы № 3.
4.2. Основные теоретические сведения
В зависимости от значения коэффициента
теплопередачи и размеров отопительного прибора изменяется
и его общий тепловой поток. При этом величина общего
теплового потока обусловлена его поверхностной плотностью,
т. е. значением удельного теплового потока, передаваемого от
теплоносителя через 1 м2 площади прибора в окружающую
среду.
Формулы для определения поверхностной плотности
теплового потока qnp, Вт/м2, передаваемого через 1 м2
площади отопительных приборов, принято записывать в виде
произведения коэффициента теплопередачи на разность
температуры (при теплоносителе вода):
tKq
.
српрпр
(4.1)
По результатам проведения опытов вычисляют
теплоотдачу секционного отопительного прибора Qпр, Вт:
AqQ
.
српрпр
(4.2)
Плотность теплового потока qnp, Вт/м2, зависит от тех же
основных и второстепенных факторов, как и коэффициент
теплопередачи. Значение плотности теплового потока
позволяет сравнить приборы и судить об их теплотехнической
27
эффективности. Для этого при тепловых испытаниях
определяют номинальную плотность теплового потока q
ном
Вт/м2, при стандартных условиях работы прибора, т. е. когда
Δtcр=0,5(105+70)-18=69,7≈70°С,
и расход воды через отопительный прибор составляет 360 кг/ч
(0,1 кг/с).
Значение номинальной плотности теплового потока q
ном
Вт/секция или Вт/м2, для различных отопительных приборов
приведено в справочной литературе, а для испытываемых
приборов и в лабораторной работе № 3.
Зная номинальный тепловой поток радиатора (с учетом
схемы его присоединения к трубам), расчетную плотность
теплового потока qпр, Вт/м2, в конкретных условиях работы
его в системе отопления для теплоносителя воды при
заданных разности температуры Δt
и расхода воды Qnp,
cp
определяют по формуле
,
,
ср
qq
номпр
n
1
p
Gt
пр
. (4.3)
36070
Значения числовых показателей n и р дан в
лабораторной работе № 3 или [6,4].
Суммарную теплоотдачу трубопроводов Q
определяют
тp
по формуле
ttldKQ
, (4.4)
втнтртр
где Ктр - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2/°С); dн наружный диаметр трубы, м; l - длина открыто проложенных
трубопроводов, м; tт - температура теплоносителя, °С; tв температура воздуха в помещении, °С.
Теплоотдачу трубопроводов можно определить
приближенно по формуле
lqlqQ
ггввтр
(4.5)
28
с использованием табл. 4.2, где даны значения qв и qг теплоотдачи 1м вертикально и горизонтально проложенных
труб, Вт/м2, исходя из разности температуры (tг-tв);
lв, lг- длина вертикальных и горизонтальных трубопроводов в
пределах помещения, м.
4.3. Описание лабораторной установки
Определение теплоотдачи отопительного прибора и
открыто проложенных трубопроводов производится на
установке, схема и описание которой приведены в работе № 3.
4.4. Порядок проведения работы
Из лабораторной работы № 3 выписать значения
следующих величин: Кпр, Вт/(м2 °С); ∆tcp , °С; G
t
, °С; Апр , м2; n; р; tт.
вых
кг/ч; tвх, °С;
пр,
По формуле (4.1) необходимо определить плотность
теплового потока qnp, Вт/м2, и по формуле (4.2) вычислить
количество теплоты, которое отдает радиатор при проведении
лабораторной работы № 3.
При известном значении q
определить
таб
(табличное значение) и сравнить со значением
пр
по формуле (4.3)
ном
qпр, полученным по формуле (4.1), и определить величину
отклонения от табличных данных по выражению
таб
qq
q
прпр
таб
q
пр
.
%100
Замерить длину открыто проложенных в помещении
трубопроводов (горизонтальных и вертикальных) и по
формуле (4.5) с учетом наружных диаметров труб и
температуры перемещаемой по трубопроводам воды
определить теплоотдачу трубопроводов.
Результаты измерений записывают в табл. 4.1.
29
tТ,°С
tB, °C
Q
тр,
Вт
⌀
⌀
⌀
⌀
⌀
⌀
Таблица 4.1
Протокол испытаний
Теплоотдача
1м трубы,
Вт/м
°С
, мм
H
Температура
Длина трубы l, м
Номер измерения
Наружный диаметр
трубы d
Температура
теплоносителя
воздуха помещения
в,
–t
Т
t
ной
тальной
Разность температур
Вертикаль-
Горизон-
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1
2
3
Теплоотдача
трубопроводов
Определить суммарное количество теплоты Q
up
т
,
которое поступает в помещение отопительного прибора
трубопроводов, с учетом данных, приведенных в табл. 4.2.
Таблица 4.2
Теплоотдача открыто проложенных неизолированных
металлопластиковых трубопроводов. Трубы РЕ-РТ/А1/РЕ-НД
Вертикальных - верхняя, горизонтальных - нижняя строка
Разность
температуры
Теплоотдача 1м трубы, Вт/м,
при tT -tB, °С , через 5 °С
теплоносителя
и
окружающего
воздуха tT-tB, °С
14x2
16x2
20x2
26x3
32x3
40x3
25 8 10 12 17 23 28
11 13 16 20 28 34
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]