Методическое пособие 530

Таблица 4.1

Протокол испытаний

Определить суммарное количество теплоты Qupт, 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

Окончание табл. 4.2

Задание к выполнению научно-исследовательской работы

Определить количество теплоты от отопительного прибора при различных конструкциях кожухов - укрытий.

Вопросы для самопроверки

1.Как изменяется тепловой поток отопительного прибора в зависимости от коэффициента теплопередачи?

2.Как определить количество теплоты от открыто проложенных трубопроводов?

31

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТЕКАНИЯ ВОДЫ В ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР

5.1. Цель работы

Определить коэффициент затекания воды в радиатор при схеме движения воды в приборе «сверху-вниз».

5.2. Основные теоретические сведения

Отношение количества воды, поступающей в прибор, Gпр, к общему количеству воды, протекающей по стояку, Gст, называется коэффициентом затекания:

Коэффициент затекания зависит от конструкции радиаторного узла, комбинации диаметров стояка, замыкающего участка и подводок, тепловой нагрузки отопительного прибора и расхода воды в стояке.

Теплоотдачу отопительного прибора можно определить по формулам:

где Q - теплоотдача прибора, Вт; Gст - количество воды, проходящей в стояк, кг/с; с - массовая теплоемкость воды, равная с=4,19·103 Дж/(кг·°С); tвх - температура воды, поступающей в прибор, °С; tк - температура воды, входящей в прибор, °С; tсм - температура воды на участке стояка после замыкающего участка, °С.

Решая совместно уравнения (5.2) и (5.3), получим

32

Из формулы (5.4) следует, что коэффициент затекания можно определить путем измерения температур tвх, tсм, tк при установившемся режиме.

Количество воды, кг/с, прошедшее по замыкающему участку, определяется по формуле

Скорость движения воды в стояке, м/с, вычисляют по формуле

где ρ - плотность воды, кг/м3, принимается по справочнику [4]; f - площадь поперечного сечения трубы, м2.

5.3. Описание лабораторной установки

Установка для определения коэффициента затекания воды в отопительный прибор (рисунок) состоит из генератора теплоты 1, главного подающего стояка 2, подающей магистрали 3, стояка 4, смещенного замыкающего участка 5, отопительного прибора 6 с регулирующим краном 7, водомера 8, обратного трубопровода 9, закрытого расширительного бака 10. Автоматический воздухоотводчик 11 служит для удаления воздуха из трубопроводов и отопительного прибора, а сетчатый фильтр 12 для очистки воды от твердых взвешенных частиц. На подводках к прибору и на стояке после слияния потоков теплоносителя в точках А, Б и В установлены датчики температуры для измерения температуры воды, поступающей в прибор tвх, выходящей из прибора tк и смеси tсм. Датчики температуры присоединены к потенциометру 13. Шаровые краны 14 служат для отключения отдельных элементов системы, а кран 15 - для слива воды из

33

системы. Приборы РТ предназначены для измерения давления (Р) и температуры теплоносителя (Т).

Схема установки для определения коэффициента затекания воды в отопительный прибор

Установка работает следующим образом. Вода, нагретая

вгенераторе теплоты 1 до определенной температуры, по главному стояку 2, подающей магистрали 3, стояку 4 подается

вотопительный прибор 6. Из схемы следует, что вода в точке Г делится на два потока. Часть воды движется по замыкающему участку 5, а другая часть – через отопительный прибор 6, охлаждается в нем и в точке Д соединяется с общим потоком; при этом происходит понижение температуры общего потока, т. к. в точке Д происходит смешение горячей воды, движущейся по замыкающему участку 5, с водой, которая охладилась в отопительном приборе 6. Расход воды

5.4. Порядок проведения работы

Все измерения проводят при установившихся температурах и расходах воды. Показателями установившегося состояния являются колебания температуры воды tвх и обратной воды tк в пределах 0,1 °С и расходах воды в пределах ± 1 %.

Температура воды измеряется датчиками, установленными в точках А, Б, В, а температура воздуха в помещении tв - жидкостным термометром, который размещают на расстоянии не менее 2 м от фронта испытываемых приборов на высоте 1,5 м от пола. Проводят не менее пяти измерений в течение 10-15 минут. Расход воды, проходящей по стояку, определяют водомером (один раз). Данные измерений и результаты обработки заносят в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Протокол испытаний

По результатам пяти опытов вычисляют среднее арифметическое значение измеряемых величин. По формуле (5.4) по средним значениям измеренных температур определяют коэффициент затекания воды в отопительный прибор.

По формуле (5.6) вычисляют скорость движения воды в стояке и результат заносят в табл. 5.1.

Используя формулу (5.4), вычисляют расход воды, кг/с или кг/ч, поступающей в прибор, а по формуле (5.5) определяют расход воды, проходящей по замыкающему участку, в кг/с или кг/ч.

Значение коэффициента затекания, полученное по результатам опытов, сравнивают с табличным значением αта6л, приведенным в табл. 5.2, и находят величину расхождения. Проводят анализ полученных результатов.

Примечание. С увеличением скорости движения воды в стояке значение “а” уменьшается.

Задание к выполнению научно-исследовательской работы

На основании полученных данных построить зависимость коэффициента затекания от скорости движения воды в стояке.

Вопросы для самопроверки

1.Что называется коэффициентом затекания?

2.От каких величин зависит коэффициент затекания?

3.Как зависит коэффициент затекания от скорости движения воды стояка?

4.Как определить расход воды по замыкающему

участку?

При подготовке к работе требуется литература [3,4].

37

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6 ДИНАМИКА ДАВЛЕНИЯ В НАСОСНЫХ СИСТЕМАХ

ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

6.1. Цель работы

Определить изменение давления в системе водяного отопления с насосной циркуляцией в зависимости от места присоединения расширительного бака к трубопроводам системы отопления. Построить эпюры давления и дать анализ полученных результатов.

6.2. Основные теоретические сведения

Полное гидравлическое давление потока воды в любой точке трубопровода системы водяного отопления равняется сумме гидростатического и гидродинамического давлений.

В обычном диапазоне скоростей систем отопления от 0,3 до 1 м/с гидродинамическое давление изменяется на небольшую величину по сравнению с гидростатическим. Поэтому при выполнении данной работы рассматривается изменение только гидростатического давления. Динамика давления в гидравлически независимых системах водяного отопления зависит от естественного циркуляционного давления, давления насоса и места присоединения расширительного сосуда к трубопроводам системы отопления.

Рассмотрим систему отопления с холодной водой (рис. 6.1), в которой расширительный сосуд присоединен к подающей магистрали в точке О'.

Определим полное давление в нескольких характерных точках (точки 1,0,2÷11) системы водяного отопления.

При бездействии насоса полное давление Pоп, Па, в точке О будет равно

38

где Ра - атмосферное давление, действующее на открытую поверхность жидкости в расширительном сосуде, Па; h0 – расстояние по вертикали от уровня воды в расширительном баке до рассматриваемой точки, м; ρ - плотность воды, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2.

Аналогично в точке 1 полное давление будет равно

а в точке 3:

Гидростатическое давление Р, Па, в любой точке системы отопления при бездействии насоса определяется по формуле

39