новая папка 1 / 241551

2198

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра промышленной теплоэнергетики

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛООТДАЧИ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторной работе по курсу «Источники и системы теплоснабжения» для специальности «Промышленная теплоэнергетика»

направления «Теплотехника и теплоэнергетика» по курсу «Отопление» для специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция»

направления «Строительство»

Составители: В. А. Стерлигов, Е. М. Крамченков, Т.Г.Мануковская

Кадры для региона.

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика»

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра промышленной теплоэнергетики

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛООТДАЧИ

ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторной работе по курсу «Источники и системы теплоснабжения» для специальности «Промышленная теплоэнергетика»

направления «Теплотехника и теплоэнергетика» по курсу «Отопление» для специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция»

направления «Строительство»

Составители: В. А. Стерлигов, Е. М. Крамченков, Т.Г.Мануковская

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра промышленной теплоэнергетики

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛООТДАЧИ

ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторной работе по курсу «Источники и системы теплоснабжения» для специальности «Промышленная теплоэнергетика»

направления «Теплотехника и теплоэнергетика» по курсу «Отопление» для специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция»

направления «Строительство»

Составители: В. А. Стерлигов, Е. М. Крамченков, Т.Г.Мануковская

Липецк Липецкий государственный технический университет

2013

4

УДК 697.1.(075.03)

С797

Рецензент А.В. Севостьянов

Стерлигов, В. А.

С797 Определение интенсивности теплоотдачи отопительных приборов

[Текст]: методические указания к выполнению лабораторной работы по курсам «Источники и системы теплоснабжения», «Отопление» / сост. В.А. Стерлигов, Е.М. Крамченков, Т.Г. Мануковская. – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. – 17 с.

Рассмотрены факторы, влияющие на интенсивность отдачи теплоты отопительными приборами в отапливаемое помещение. Главное внимание уделено условиям теплообмена при естественной конвекции для различных типов отопительных приборов.

Методические указания предназначены для студентов физикотехнологического факультета специальности «Промышленная теплоэнергетика»,

изучающих дисциплину «Источники и системы теплоснабжения», и инженерностроительного факультета специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция», изучающих дисциплину «Отопление».

Табл. 2. Ил. 3. Библиогр.: 4 назв.

© ФГБОУ ВПО «Липецкий

государственный технический университет», 2013

5

Цель работы: экспериментально определить интенсивность теплоотдачи отопительных приборов – чугунного секционного радиатора М-140, конвекторов «Аккорд» (КА), ЛАК-350 и гладкой стальной трубы; определить основные факторы, влияющие на коэффициент теплопередачи отопительного прибора.

Общие правила техники безопасности

1.Перед началом работы тщательно проверить правильность настройки установки и измерительных приборов.

2.Все электроустановки должны быть соответствующим образом заземлены.

3.Приступать к проведению экспериментов следует только по разрешению и в присутствии технического персонала лаборатории или преподавателя кафедры.

4.Запрещается производить действия, не предусмотренные порядком проведения лабораторной работы.

5.В случае возникновения нештатной ситуации прекратить выполнение работы и немедленно поставить в известность преподавателя или технический персонал лаборатории.

6.Повторно приступать к выполнению работы и включать лабораторную установку можно только после устранения нештатной ситуации с разрешения преподавателя или технического персонала лаборатории.

7.После выполнения лабораторной работы экспериментальный стенд следует выключить согласно его описанию.

1. Общие положения 1.1.Теплоотдача отопительных приборов

Тепловой поток от теплоносителя (воды или пара) передается отапливаемому помещению через стенку отопительного прибора.

Интенсивность теплопередачи определяется коэффициентом теплопередачи kï ð ,

6

Вт/(м2К), который равен величине, обратной термическому сопротивлению теплопередачи отопительного прибора:

термическое сопротивление теплопередачи стенки прибора; сопротивление теплоотдачи наружной поверхности прибора.

где в - коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности, Вт/(м2 К).

В чугунных радиаторах скорость движения воды в колонках обычно

Для конвекторов и других трубных приборов теплообмен в прямых гладких трубах малого диаметра на внутренней поверхности стенки определяется, прежде всего, режимом течения воды. На рис. 1 показана зависимость Rв от расхода теплоносителя в трубах. С увеличением расхода воды коэффициент теплообмена сначала заметно возрастает, но затем при расходах 200 кг/ч и более остается практически неизменным.

При движении воды в изогнутых трубах (отводах, калачах, змеевиках)

возникает центробежная сила, вызывающая так называемую вторичную циркуляцию, вследствие чего теплоперенос усиливается. Поэтому значение

7

Рис. 1. Зависимость сопротивления теплообмену на внутренней поверхности Rв от расхода теплоносителя G и внутреннего диаметра трубы dв.

Термическое сопротивление стенки толщиной ст , м чугунного и стального отопительного прибора без учета загрязнения, окраски и специального оребрения его внешней поверхности определяется:

где ст - толщина стенки прибора, м, обычно для радиатора меньше 0,01 м;

ст - коэффициент теплопроводности материала (для чугуна - ст = 46,5 Вт/(м2К),

где н - общий коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности, Вт/(м2 К).

8

Рис. 2. Области значений коэффициента теплопередачи отопительных приборов приt 70°С. (1 – гладкотрубные приборы; 2 – радиаторы панельные;

3 – радиаторы секционные; 4 – конвекторы; 5 – ребристые трубы)

Коэффициент теплопередачи отопительного прибора на практике определяют без разделения потока на части, выражающие теплоотдачу конвекцией и радиацией. Вид отопительного прибора позволяет судить заранее о возможной величине коэффициента теплопередачи. На рис. 2 показаны области значения коэффициента теплопередачи при одних и тех же

прибор, °С; tвых – температура теплоносителя на выходе из прибора, °С; tв – температура внутреннего воздуха отапливаемого помещения, °С).

9

2. Описание экспериментального стенда

Работа выполняется на действующем стенде, предназначенном для изучения теплоэнергетических систем зданий и сооружений. Схема экспериментального стенда показана на рис. 3.

Лабораторный стенд состоит из следующих узлов и элементов:

1.Водогрейный электрокотел.

2.Отопительные приборы:

а) чугунный секционный радиатор М-140; б) конвектор «Аккорд» двухрядный 2А; в) конвектор «Аккорд» однорядный А;

г) конвектор «ЛАК-350»; д) биметаллический радиатор.

3.Главный стояк.

4.Расширительный сосуд.

5.Отопительные стояки:

а) стояк однотрубной системы «с рабочими замыкающими участками»; б) стояк однотрубной системы «проточный»; в) стояк двухтрубной системы отопления;

г) стояк греющего теплообменника системы ГВС.

6.Бак-аккумулятор с греющим змеевиком.

7.Счетчик расхода воды.

8.Водопровод холодной воды.

9.Манометр.

10.Циркуляционный насос.

11.Термометр на входе воды в котел.

12.Термометр на выходе воды из котла.

13.Запорные вентили.

14.Краны двойной регулировки.

15.Трехходовые краны.

16.Трубопровод опорожнения лабораторного стенда.

10

17.Магистральный (подающий) трубопровод горячей воды.

18.Магистральный трубопровод охлажденной (обратной) воды.

19.Воздухоотводчик.

20.Блок управления электрокотлом и измерения температуры.

21.Блок измерения температуры.

22.Термопары.

23. Жидкостной термометр.

Перед началом работы лабораторный стенд наполняют водой из водопровода через трубопровод 8. При этом имеющиеся в стенде запорные вентили 13 должны быть открыты для возможности полного удаления воздуха из труб и отопительных приборов через воздухоотводчик 19. Вентиль на трубопроводе 16 должен быть закрыт.

В процессе заполнения стенда водой воздух удаляется через воздухоотводчик, и при полном заполнении узлов и элементов стенда по трубопроводам вода начинает выливаться из воздухоотводчика. Как только из воздуховодчика начинает изливаться вода, запорный вентиль на трубопроводе 8 закрывают. В стенде устанавливается рабочий объем воды, поддерживаемый расширительным сосудом 4. Стенд готов к работе.

Включают в работу электрический котел 1. Путем подачи электропитания от электрической сети лаборатории запускают стенд в режим естественной циркуляции. После нагрева воды в котле 1 она устремляется в верхнюю часть стенда по главному стояку 3 к разводящему (подающему, магистральному) трубопроводу 17. Далее нагретая вода направляется к отопительным стоякам 5 и отопительным приборам 2. Отдав теплоту помещению лаборатории отопительными приборами, вода охлаждается и поступает в трубопровод охлажденной воды 18 и далее попадает в водогрейный котел 1, где нагревается и вновь устремляется в верхнюю часть стенда. Далее цикл повторяется.

11