Laboratornaya_rabota_1
.docМинистерство образования и науки, молодежи и спорта Украины
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Кафедра «Городское строительство и хозяйство»
ЖУРНАЛ
ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОТОПЛЕНИЕ»
Выполнил:
студент гр. ТГВ-44б
ФИО
Принял:
асс. Гостева Ю. В.
Макеевка – 2012
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Тема: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ КОНВЕКТОРОВ «REGULUS» И «АSАL» И РАДИАТОРА «CALIDOR»
Цель работы: определить теплоотдачу конвекторов «REGULUS» и «ASAL» и радиатора «CALIDOR» экспериментальным и аналитическим путями
1.1 Общие сведения.
Любая система водяного отопления состоит из ряда элементов: источник тепла или узел ввода теплоносителя в здание, разводящие трубопроводы, отопительные приборы, воздуховыпускные и регулирующие устройства. Один из основных элементов - отопительный прибор - предназначен для передачи тепла от теплоносителя в помещение.
Для поддержания требуемой температуры помещения необходимо, чтобы в каждый момент времени потребность помещения в тепле Qr, удовлетворялась отопительным приборам и тепло QT, вводимое в прибор теплоносителем, было равно теплу Qnp, передаваемому через стенки прибора в помещение:
QT = Qпр, Вт (1.1)
Величину Qnp также называют тепловой мощностью отопительного прибора.
Для определения тепловых характеристик отопительных приборов проводят их испытания в специальных климатических камерах по методике, утверждённой Главсантехпроектом Минстройматериалов СССР. Основным тепловым показателем приборов является номинальный тепловой поток, определяемый при расходе теплоносителя через прибор G = 0,1 кг/с (при этом теплоотдача прибора выбирается приблизительно 800-1000 Вт), средней разности температур теплоносителя в приборе и окружающего его воздуха ∆tпр=70°C, барометрическом давлении в испытательной камере 101.33 кПа и одностороннем присоединении отопительного прибора по схеме «сверху - вниз» и открытой его установке. Стандартные условия практически всегда отличаются от реальных, поэтому в расчёты вводят поправочные коэффициенты, учитывающие изменение факторов, влияющих на теплоотдачу отопительных приборов.
Для разных типов отопительных приборов с одного квадратного метра поверхности отдаётся различное количество тепла при прочих равных условиях. Чем совершеннее в теплотехническом отношении отопительный прибор, тем меньше площадь его физической поверхности, с которой отдаётся одинаковое количество тепла.
В данной работе количество тепла, отдаваемое отопительными приборами, определяется экспериментальным и аналитическим путём.
Схема лабораторной установки представлена на рис. 1.1.
Установка состоит из: конвекторов «REGULUS» и «ASAL» и радиатора «CALIDOR», электрического котла, циркуляционного насоса, запорно-регулирующей арматуры, контрольно-измерительных приборов и соединительных трубопроводов.
С помощью запорно-регулирующей арматуры обеспечивается включение любого прибора и регулирование расхода теплоносителя через него.
1.2 Порядок проведения лабораторной работы и обработка результатов.
Лабораторная установка имеет два конвектора «REGULUS» и «ASAL» и один радиатор «CALIDOR».
С каждым прибором работает группа студентов из трёх-четырёх человек.
С помощью соответствующих шаровых кранов указанные выше приборы включаются в работу так, чтобы расход теплоносителя был незначительным. В дальнейшем при каждом новом снятии замеров расход теплоносителя увеличивается с помощью регулирующей арматуры.
Расход теплоносителя G, кг/с определяем с помощью расходомеров, установленных на подводках к приборам.
Перед снятием замеров необходимо добиться стационарного режима работы отопительных приборов. Колебания температуры не должны превышать ± 0,2 °С, расход теплоносителя ± 2%. Режим работы следует изменять одновременно для всех приборов, т.к. они работают в единой сети по зависимой схеме.
Температура воздуха в помещении tBH замеряется на расстоянии не ближе, чем 2 м от наружной стены и приборов и высоте 1,5 м от пола. Температура теплоносителя измеряется на входе и выходе из отопительных приборов с помощью термометров.
Теплоотдача отопительных приборов Q на основании экспериментальных данных определяется по формуле:
Qпр==G · C · (tr - t0), Вт (1.2)
где G - расход теплоносителя, кг/с;
С - массовая теплоёмкость воды, С=4187 Дж/(кг °С);
tr - температура теплоносителя на входе в отопительный прибор, °С;
t0 - температура теплоносителя на выходе из отопительного прибора, °С;
Теплоотдача конвекторов типа «REGULUS» и «ASAL» аналитическим путём определяется по формуле:
, Вт (1.3)
где qном - номинальный тепловой поток, Вт (табл. 1.1);
β1 - коэффициент, учитывающий направление движения теплоносителя в приборе (для схемы «сверху-вниз» β1=l, для схемы «снизу-вниз» β1=l,l);
β2 - коэффициент, учитывающий способ установки прибора (при открытой установке прибора β2 = 1);
φ1 - коэффициент, учитывающий влияние изменения температурного напора ∆tnp прибора:
= (1.4)
где n – характеристика нагревательного прибора (табл. 1.1);
∆tnp - температурный напор отопительного прибора, °С:
(1.5)
φ2 - коэффициент, учитывающий влияние изменения расхода теплоносителя через прибор:
φ2 = (1.6)
где G - расход теплоносителя через прибор, кг/с;
m – характеристика нагревательного прибора (табл. 1.1);
φ3 - коэффициент, учитывающий отличие барометрического давления от значения 101,33 кПа:
(1.7)
где S - доля лучистой составляющей от общего теплового потока элемента отопительного прибора; для конвекторов S = 0,05, для радиаторов секционных S = 0,3;
Ро- 101,33 кПа;
Р - расчётное значение барометрического давления, кПа.
Показатели степени n, m и qном для различных типов приборов приведены в таблице 1.1.
Теплоотдача радиатора «CALIDOR» Q'np аналитическим путем определяется по формуле:
(1.8)
где qном, φ1, φ2, φ3, β1, β2 - то же, что и в формуле 1.3.
βз - коэффициент, учитывающий число секций в отопительном приборе (при количестве секций до 5 шт. β3 = 0,93, от 5 до 10 штук - 1,0, свыше 10 шт. – 1,03).
Таблица 1.1. Тепловые характеристики отопительных приборов
Отопительный прибор |
Номинальный тепловой поток qH0M, кВт |
Показатели степени |
Пределы расходов теплоносителя для значения m |
|
п |
m |
|||
Радиатор «CALIDOR» (3 секции) |
0,131 одной секции |
1.35 |
0,18 0,07 |
0,01-0,025 0,025-0,25 |
Конвектор «REGULUS» |
0,453 |
1,35 |
0,18 0,07 |
0,01-0,025 0,025-0,25 |
Конвектор «ASAL» |
1,074 |
1,3 |
0,02 0 0,01 |
0,005-0,015 0,015-0,15 0,15-0,25 |
Данные измерений и результаты их обработки сводятся в таблицу 1.2.
Рис. 1. 1. Схема лабораторной установки.
Таблица 1.2. Протокол 1.
№ измерения |
Тип прибора |
Данные измерений |
Результаты обработки |
||||||||||||
tBH, °С |
tr, °С |
to, °С |
G, кг/с |
р, кПа |
∆tnp,°С |
φ1 |
φ2 |
φ3 |
β1 |
β2 |
qном, Вт |
Qnp,Вт |
,Вт |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
1 |
CALIDOR |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
REGULUS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
ASAL |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На основании выполненных измерений и расчётов сравнить количество теплоты, отданное нагревательными приборами и при наличии расхождений объяснить причину.