3.3. Аппаратура и материалы

Схема экспериментальной установки для определения теплотехнических и технико-экономических характеристик отопительных приборов представлена на рис.3.1 и на панели щита управления лабораторной установки.

Основной конструктивной частью экспериментального стенда являются четыре металлических отопительных прибора различных типов: конвектор 1, ребристая труба 2, чугунный радиатор секционного типа 3, стальной панельный радиатор 4.

7

6

1

2

3

4

5

9

8

Рис. 3.1 – Схема лабораторной установки

«Обвязка» нагревательных приборов по отношению к источнику теплоносителя осуществлена по схеме параллельного подключения. Запорные вентили, установленные на входе и выходе каждого прибора, позволяют регулировать подачу теплоносителя в пределах от нуля до максимального значения и отключить прибор.

Нагрев и подача теплоносителя в систему отопительных приборов осуществляется с помощью термостата 5 (рис. 3.1). Термостат «может подавать» воду комнатной температуры (нагрев отключен). Заданная температура теплоносителя поддерживается периодическим автоматическим включением нагревателей термостата. Запуск насоса 9 подачи теплоносителя и включение нагревательных элементов осуществляется со щита управления установкой. Контроль температуры теплоносителя на выходе и входе каждого отопительного прибора осуществляется с помощью термометров сопротивления, установленных на подводящих и отводящих патрубков приборов. Показание температуры по каждой «точке» регистрируется потенциометром 6. «Сигнал» на потенциометр поступает через переключатель 7. Расход питательной воды измеряется при помощи ротаметра 8. Контроль температуры окружающего воздуха в лаборатории t_введется с помощью термометра.

3.4. Указания по технике безопасности

Студенты обязаны выполнять общие требования безопасности согласно Инструкции по охране труда в лаборатории C-108 «Теплотехника. Теплогазоснабжение и вентиляция. Теплотехнические измерения. Строительная теплофизика. Отопление. Теплоснабжение. Теплогенерирующие установки. Энергоснабжение. Охрана воздушного бассейна» кафедры «Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция», утвержденной 26.12.2005 года. Инструктаж по технике безопасности проводится преподавателем под роспись студента в специальном журнале по «Технике безопасности».

3.5. Методика и порядок проведения работы

1. Включить нагреватели термостата и установить требуемый температурный режим теплоносителя (t₀) по заданию преподавателя (60÷95ºС).

2. Подключить к сети теплоснабжения испытуемый отопительный прибор, открыв входной и выходной вентили и установить требуемый (по заданию преподавателя) расход теплоносителя (10÷50 кг/час).

3. Добиться стационарного (установленного) теплового режима при фиксированном расходе (М= const) и температуре теплоносителя (t₀= const). Контрольные замеры температур на входе (t_вх) и выходе (t_вых) отопительного прибора производить через каждые 5 минут 3-4 раза. О получении установившегося режима свидетельствует неизменность показаний температур двух последних замеров.

4. Показания температур и значения расхода при установившемся ре-жиме занести в сводную таблицу 3.6 результатов экспериментов: каждое наблюдение следует производить в течение пяти минут и повторять несколько раз, а расход теплоносителя в два раза – в начале и в конце наблюдения.

5. Установить новый температурный режим на термостате и провести наблюдения аналогично первому; третье наблюдение (на очередном температурном режиме термостата) проводится по аналогии с первым и вторым.

Таблица 3.6 – Экспериментальные значения рабочих параметров по результатам наблюдений

№ режима	t0,ºC	tвх,ºC	tвых,ºC	tв,ºC	M, кг/ч
1
2
3

Обработка результатов эксперимента.

Заготавливаются формы протокола для записи наблюдений и результатов обработки экспериментальных данных в соответствии с таблицами 3.6 и 3.7.

После окончания опыта вычислить средние температуры и величины расхода по каждой графе таблицы 3.6 для каждого наблюдения.

Коэффициент теплопередачи определяется для каждого наблюдения по формуле

,

(3.4)

где М– расход теплоносителя, кг/ч;

C_р– удельная теплоемкость воды при средней температуре теплоносителя, равная 4,18710³Дж/(кгºC);

F– действительная поверхность нагрева испытуемого прибора, м².

Результаты расчетов заносятся в таблицу 3.7.

Для каждого наблюдения определяется теплоотдача 1м²испытуемого отопительного прибора по формуле

, Вт/м^2,

(3.5)

где ,ºC;

K – значение коэффициента теплопередачи, Вт/(м²К);

Тепловое напряжение металла отопительного прибора определяется по формуле (3.3). Тепловой поток отопительного прибора (от теплоносителя к воздуху) определяется по формуле , Вт.

Результаты расчетов по каждому наблюдению заносятся в таблицу 3.7.

Таблица 3.7 – Результаты обработки экспериментальных данных

№ наблюдения	K, Вт/(м^2ºC)	q, Вт/м^2	Δt, ºC	g, Вт/(кгºC)	Q, Вт
1
2
3

По результатам расчетов строится график .