Министерство 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 Q_r, удовлетворялась отопительным приборам и тепло Q_T, вводимое в прибор теплоносителем, было равно теплу Q_np, передаваемому через стенки прибора в помещение:

Q_T = Q_пр, 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 ∆t_пр=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 t_BH 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:

Q_пр==G · C · (t_r - t₀), Вт (1.2)

где G - расход теплоносителя, кг/с;

С - массовая теплоёмкость воды, С=4187 Дж/(кг °С);

t_r - 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 q_ном - 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 ∆t_np прибора:

= (1.4)

где n – характеристика нагревательного прибора (табл. 1.1);

∆t_np - 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;

Р_о- 101,33 кПа;

Р - расчётное значение барометрического давления, кПа.

Показатели степени n, m и q_ном для различных типов приборов приведены в таблице 1.1.

Теплоотдача радиатора «CALIDOR» Q'_np аналитическим путем определяется по формуле:

(1.8)

где q_ном, φ₁, φ₂, φ_3, β₁, β₂ - то же, что и в формуле 1.3.

β_з - 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.