Раздел 8 Свойства воздуха и процессы изменения его состояния

Задания для оценки У1-У3; З3; ПК1.2-ПК1.4

1) Практическая работа «Расчет отопительного прибора электрического отопления»

Задание:

• изучить теоретический материал;

• выполнить задания;

• описать ход выполнения заданий;

• ответить на контрольные вопросы.

Выполнение практического занятия должно быть оформлено в тетради для практических работ, и включать в себя:

• номер и тему занятия;

• заполненные таблицы;

• схемы и структуры;

• необходимые выводы;

• краткие ответы на контрольные вопросы.

Теоретический материал

Электроприбор должен выделять тепла Q=610 Вт; напряжение на зажимах прибора U =100В; температура проволоки tпров.=100⁰С; температура внутреннего воздуха t_в=20 ⁰С. Определить длину проволоки из хромникеля.

Мощность электроприбора, Вт, определяется [9] по формуле:

(27)

где d - диаметр проволоки, мм; l – длина проводника, м; α – коэффициент теплопередачи, Вт/(м² ·⁰С); tпров. – температура проводника, ⁰С; t_в – температура воздуха, окружающего проводник, ⁰С.

Удельное сопротивление проводника, Ом·мм²/м, при любой температуре, отличной от 20 ⁰С, определяется по формуле:

(28)

где с₂₀ – удельное сопротивление проводника, Ом·мм²/м,

при температуре 20 ⁰С, принимается по табл. 6; α_c – температурный коэффициент сопротивления электропроводности материала проводника, 1/⁰С, отнесенный к 1⁰ повышения температуры, принимается по таблице 6.

Таблица 6

Свойства некоторых проводников

Свойство
	нихром	константан	никелин	хромоникель
с20[Ом·мм2/м] αс[1/0С]	1,1 0,00075	0,48 0,00004	0,41 0,000067	1,1 0,00025

По закону Ома сила тока, А, определяется по формуле:

(29)

Сопротивление проводника R, Ом, определяется по формуле:

(30)

Тепловая мощность прибора, Вт, определяется по формуле:

(31)

Подставляя значение сопротивления проводника, определенное по формуле 30 в выражение 31, получаем:

(32)

Приравняв выражения 27 и 32 находим длину проводника l, м, по формуле:

(33)

Если d=0,5-2 мм и tпров.=100оС, то α =35-52 Вт/(м2.оС). Большие значения коэффициента теплоотдачи относятся к меньшим диаметрам проволоки.

По формуле 33 определяется длина проводника при прямолинейной затяжке. При спиральной навивке вследствие ухудшения условий теплоотдачи и проявления индуктивности температура проводника повышается примерно на 20%. Для того, чтобы и при спиральной навивке температура проводника не превышала принятую при определении прямолинейного проводника ее снижают на 20% и проверяют по формуле Кирхгофа, будет ли достигнута необходимая температура проводника при спиральной навивке:

(34)

где t_сп – температура проводника при спиральной навивке,⁰С; t_пр. – принятая сниженная температура условно прямолинейной проволоки, ⁰С; δ – расстояние между витками спирали, мм.

Диаметр проводника, мм, можно определить по эмпирической формуле:

(35)

где К – вспомогательная величина, определенная по формуле:

(36)

Площадь поперечного сечения этой проволоки, мм², определяется по формуле:

(37)

Длина проводника, м, определяется по формуле:

(37)

Контрольные вопросы:

1. Как определяется длина проводника при прямолинейной затяжке?

2. Как определяется удельное сопротивление проводника?

3. Как определить тепловую мощность прибора?

4. Как определить мощность прибора?

Критерии оценки практических работ студента:

5 баллов ставится в том случае, если студент:

• правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий;

• строит ответ по собственному плану, сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации;

• может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом из курса «Отопление и вентиляция», а также с материалом, усвоенным при изучении других дисциплин.

4 балла ставится, если:

• ответ студента удовлетворяет основным требованиям к ответу на оценку 5, но дан без использования собственного плана, новых примеров, без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других дисциплин;

• студент допустил одну ошибку или не более двух недочетов и может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя.

3 балла ставится, если студент:

• правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные пробелы в усвоении вопросов курса «Отопление и вентиляция», не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала;

• допустил не более одной грубой ошибки и двух недочетов.

2 балла ставится, если студент:

• не овладел основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы и допустил больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3.

• не может ответить ни на один из поставленных вопросов.

1 балл ставится, если студент:

• не овладел основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы и допустил больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 2.

Список литературы для выполнения практических работ:

1. СниП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика [Текст] / Минстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2007. – 140 с.

2. СниП П-3-79*. Строительная теплотехника [Текст] / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 2008. – 29 с.

3. СниП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование[Текст] / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 2009. – 66 с.

4. Богословский В.Н.  Отопление [Текст] : учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности "Теплогазоснабжение и вентиляция" / В. Н. Богословский, А. Н. Сканави. - М. : Стройиздат, 2007. - 736 с

5. Варфоломеев Ю.М. Отопление и тепловые сети [Текст] : учебник для студентов средних специальных учебных заведений, обучающихся по специальности 2914 "Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств и вентиляции" / Ю. М. Варфоломеев, О. Я. Кокорин. - изд. испр. - М.: Инфра-М, 2010. - 480 с.

6. Сибикин Ю.Д.   Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха [Текст] : учебное пособие для студентов учреждений СПО по специальности 140102 "Теплоснабжение и теплотехнические оборудование" / Ю. Д. Сибикин. - 5-е изд., стер. - Москва : Академия, 2008. - 303 c.

7. СП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов [Текст] / Минстрой России. – М.: ЦИТП Минстроя России, 1995. – 66 с.

8. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях [Текст] : учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. текстильного профиля / под ред. В. Н. Талиева. - М.: Легпромиздат, 2008. – 256 с.

9.    Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей [Текст] : справочник / Манюк, В.И. - 3-е изд.,перераб.и доп. - М. : Стройиздат, 2008. - 432 с