Neuvostoliiton ENERGIA- JA SÄHKÖMINISTERIÖ SÄHKÖJÄRJESTELMIEN TEKNINEN OSASTO
ORGANISAATIOON JA
PIIRIVOIMAASIOJEN JA VERKKOJEN rationalisointi
(ORGRES)
LÄMPÖN MENETELMÄOHJEET
LASKUTUS JA LÄMPÖTESTAUS
KATTILAN ERISTYS
TEKNISET TIEDOT TOIMISTO
MOSKVA 1967
Kokoanut ORGRES Technical Information Bureau
Toimittaja: eng. S.V.HIZHNYAKOV
JOHDANTO
On havaittu, että lämpöhäviö aikana ulkoinen ympäristö nykyaikaisten kattiloiden vuorauksen pinnasta ei saa ylittää 300 kcal / m 2 ∙ h, ja vuorauksen ulkopinnan maksimilämpötila ei saa olla yli 55 °C, kun ympäristön ilman lämpötila on keskimäärin noin 30 °C kattilan korkeudella [L. , , ].
Samalla kattilayksikön suurin sallittu lämpöhäviö in ympäristöön q 5 määritetään "Kattilayksiköiden lämpölaskelman" [L. ], joka määrittää suhteen lämpöhäviön ja kattiloiden höyryntuoton välillä. Lämpölaskennan mukaan nykyaikaisille kattileille, joiden höyrykapasiteetti D = 220 ÷ 640 t/hq 5 on 0,5 - 0,4 % polttoaineenkulutuksesta. Tämä arvo, joka on suhteellisen pieni kattilan kokonaislämpötaseessa, saa täysin toisen asteikon, kun se muunnetaan absoluuttiset arvot, määrä on noin10 000 kcal/h per 1 MW asennettua kapasiteettia ja lämpöhäviötq 5 yli 50 % kaikista lohkovoimaloiden lämmöneristyksen aiheuttamista lämpöhäviöistä.
Joissain tapauksissa suunnitteluratkaisuista poikkeamisen, huonolaatuisen asennuksen, tehottomien materiaalien käytön ja epäonnistuneiden suunnitteluratkaisujen, tiilen ja kattilan lämmöneristyksen osittaisen tuhoutumisen vuoksi prosessilaitteiden korjausten aikana sekä seurauksena ikääntyminen pitkäaikaisen käytön aikana, arvon ylitysq 5 standardiarvojen yläpuolella. Kun tarpeeksi hyvin tärkeä lämpöhäviöt kattilasta ympäristöönK 5 (kka l/h) jopa hieman yli arvonq 5 (%) liittyy erittäin merkittäviin lämpöhäviöihin. Eli esimerkiksi korotusq 5 0,1 % nykyaikaisissa kattiloissa vastaa noin 2,0 tonnin vakiopolttoaineen polttamista vuodessa 1 MW asennettua kapasiteettia kohti. Lisäksi korotusq 5 huonontaa merkittävästi kattilahuoneen saniteetti- ja teknistä kuntoa.
Luonnollisesti riittävän tarkka kokeellinen määritelmä todellinen arvoq 5 (toisin kuin kattiloiden testauksen aikana hyväksytty määritelmäq 5 jäännösjäsenenä lämpötasapaino) ja sen saattaminen nykyisten standardien mukaiseksi tulisi toteuttaa samalla tavalla kuin muulle höyryputkistojen ja voimalaitosten laitteiden lämmöneristykselle on tavallista [L. ].
1. YLEISET MÄÄRÄYKSET
Kattilayksikön kokonaislämpöhäviöitä arvioitaessa testattavista lämpösuojarakenteista vaikein on sen vuoraus [L. , , ].
Nykyaikaisten kattiloiden vuoraukset on jaettu kahteen päätyyppiin:
1. Putkien vuoraukset (täytetyt ja valmistetut esivalmistetuista laatoista), jotka on asennettu suoraan seulaputkiin.
2. Runkoon asennettu suojatiili.
Vanhat tiilivuoraukset tukevatOlen perustalla, tällä hetkellä jäänyt pieniin tai vanhentuneisiin kattiloihin.
Nykyaikaisen tiilitehtaan suunnittelussa on mukana metallikiinnikkeet, jotka sijaitsevat tiilen paksuudessa ja ulottuvat osittain sen ulkopintaan (tapit, kannattimet jne.). Nämä tiilen metalliosat ovat lämpösiltoja, joiden kautta lämpö virtaa pinnan yksittäisille alueille. Joissakin malleissa lämmönsiirto on 30 - 40 % kokonaismäärästä lämpövirta muurauksen erillisten osien läpi. Tämä seikka edellyttää mittauspisteiden asianmukaista sijoittamista tällaisten tiilitehtaiden pinnoille, mikä varmistaa keskimääräisten lämmönsiirtoolosuhteiden saavuttamisen.
Lämmönsiirto-olosuhteiden mukaan vuoraukset ilman metallivaippaa ja metallivaipalla eroavat toisistaan merkittävästi. Jälkimmäisen ominaispiirre on lämmön leviäminen ihon tasoa pitkin, mikä tasoittaa lämpötilan sen merkittävillä alueilla. Erilaisissa ulkoisissa lämmönsiirron olosuhteissa (ilmavirrat, säteilylämmön paikallinen vastavirta) tällainen lämpötilan tasaus johtaa jyrkkään vaihteluun ominaislämpöhäviöiden arvoissa vierekkäisissä ihon osissa. Toinen vaipalla varustetun muurauksen ominaisuus on mahdollisuus konvektiiviseen lämmön ylivuotoon vaipan ja muurauksen välisen raon korkeudella.
Nämä olosuhteet edellyttävät lämpöhäviöiden mittaamista ihoa pitkin riittävän monista kohdista, erityisesti korkeudelta, huolimatta lämpötilakentän näennäisestä tasaisuudesta.
Verhousrungon ja kattilan palkkien lämpöhäviöiden huomioimisen monimutkaisuus on ratkaistu näissä ohjeissa ottamalla käyttöön joitain keskimääräisiä mittausolosuhteita. Tämä päätös on perusteltu näiden lämpöä luovuttavien pintojen suhteellisen pienellä osuudella kokonaismäärä kattilan lämpöhäviöyksikkö ympäristöön.
Putkilinjojen ja kattilakanavien, jotka ovat intensiivisen keskinäisen lämmönvaihdon piirissä keskenään ja tiilen välillä, eristyksen lämpötestien ominaisuus on tarve määrittää huolellisesti niiden todella vapauttava, mieluummin kuin absorboiva lämpöpinta, ts. pintaa ei "sulje" voimakkaampi vastaantuleva lämpövirta, joka tulee läheisistä esineistä.
Lämpövirran todellinen suunta määritetään tässä tapauksessa ominaislämpövirran ohjausmittauksilla eri pinnoilta, säteilee lämpöä Toisiaan.
Suunniteltu ohjeita määrittää sekä ominaislämpövirtojen mittausmenetelmän että kattilayksikön kaikkien lämpöä luovuttavien pintojen luokituksen lämmönsiirtoolosuhteiden mukaan.
Mitatut ominaislämpövirrat yksittäisten osien keskiarvoina viittaavat näiden osien lämpöä luovuttavien pintojen pinta-aloihin, jotka on määritetty suoralla mittauksella.
Tämä kaava mahdollistaa arvioinnin lämpöhäviö kattilan vuorauksen ja lämmöneristyksen yksittäisille elementeille paljastaa kunkin elementin osuuden lämpöhäviön kokonaismäärästä ja luonnehtii myös vuorauksen ja lämmöneristyksen laatua.
Kattilan vuorauksen lämpötestauksen tekninen toteutettavuus määritettiin käyttämällä täysin uutta laitetta - mallinnuslämpömittaria ORGRES ITP-2. Kattilayksikön vaikeissa lämpöolosuhteissa ITP-2-laitteen toimintaperiaate ja rakenne mahdollistavat, riittävällä tarkkuudella ja pienellä aikakulutuksella yksittäiseen mittaukseen, määrittää suoraan ominaislämpövirrat.lämmönsiirtopinnat (lämpövuon tiheys) niiden muodosta, koosta, pinnan kunnosta (eristys, metalli) ja lämmönsiirtoolosuhteista riippumatta.
Laitteen pieni inertia, sen antureiden pieni koko ja niiden täydellinen vaihdettavuus mahdollistavat lämpövirtojen massamittaukset, joissa käytetään samanaikaisesti suurta määrää antureita kattilayksikön kaikilta lämpöä luovuttavilta pinnoilta.
On huomioitava, että muiden yleisesti hyväksyttyjen menetelmien käyttö lämpöhäviön määrittämiseen (1 - pinnan ja ympäristön mitattujen lämpötilojen erolla; 2 - lämpösuojakerroksen lämpöresistanssilla, joka määräytyy lämpötilan perusteella eroa siinä; 3 - suoralla mittauksella lämpövirtausmittareilla, kuten Schmidt-lämpömittarilla) kattilayksikön olosuhteissa ei voida suositella, koska se johtaa usein vääristyneisiin tuloksiin [L. , ].
Syy tähän rajoitukseen liittyy kattilan lämmönsiirtoolosuhteiden erityispiirteisiin, mikä käytännössä sulkee pois mahdollisuuden määrittää oikein ympäristön ilman lämpötila ja lämmönsiirtokerroin. a, sekä upotettuja metalliosia ja metallipintoja muurauksessa. Kattilan ominaislämpövirtojen mittausolosuhteetkoota - suuri määrä pisteitä jokaisella suhteellisen pienellä erillisellä alueella - vaatii useita lisälaitteita ITP-2-lämpömittarille. Nämä laitteet (sovellus) muuttamatta lämpömittarin perusluonnetta helpottavat mittaustekniikkaa ja vähentävät merkittävästi työn työvoimavaltaa.
Kattilan vuorauksen ja lämpöeristyksen pintalämpötila (PTE Rules) lämpötestien aikana mitataan samanaikaisesti lämpövirtojen mittauksen kanssa ORGRES T-4 lämpötila-anturilla (Liite).
2. LASKUTUKSIEN LÄMPÖTESTAUS
A. Valmistelutyö
1. Ennen testin aloittamista perehdytään yksityiskohtaisesti kattilakaavioon ja sen vuorauksen ja lämmöneristyksen suunnitteluun. Samalla selvitetään muurauksen ja lämmöneristyksen suunnittelu ja materiaalit sekä kaikki poikkeamat hankkeesta..
2. Luonnokset tehdään ominaisia alueita muuraus ja luettelo tärkeimmistä lämmöneristysrakenteista (laatikot, putkistot jne.).
3. Suoritetaan tiilen ulkoinen tarkastus, jonka aikana selvitetään poikkeamat projektista ja korjataan ulkoiset viat: eristyksen puute, halkeamat, viimeistelyvirheet jne.
B. Lämpöä luovuttavien pintojen pinta-alojen mittaus
4. Lämpöä luovuttavien pintojen pinta-alan määritys suoritetaan suoralla mittauksella. Kattilan päälläsymmetrisesti sijoitetuissa yksiköissä mittaus suoritetaan polttokammion toisella puoliskolla ja konvektioakselilla.
5. Pinta-alaa mitatessa huomioidaan vain ne pinnat, jotka luovuttavat lämpöä ympäristöön. Jos muut sulkevat muurauksen, luovutan lämpöänäiden elementtien ulkonema vuoraukseen vähennetään sen pinta-alasta sulkuelementeillä ja itse sulkuelementtien lämpöä luovuttava pinta lasketaan niiden ulkonevan osan perusteella.
6. Eriprofiilisille ja eri sijoitetuille palkkeille voidaan ottaa käyttöön ehdollinen kaavio lämpöä luovuttavien pintojen ja pintojen, jotka peittävät vuorauksen, johon ne sijaitsevat, pinta-alan määrittämiseksi. Tässä tapauksessa lämpövuon tiheyden mittaus suoritetaan vainetupuoli (kaaviossa sivu "b"), ja pinta-ala määritetään kaavion mukaisesti (kuva).
7. Kun määritän pinta-alaa, luovutan lämpöävaikeapääsyiset pinnat putkistojen ja ilmakanavien mittausta varten, niiden pituus voidaan ottaa piirustuksissa ja kaavioissa ilmoitettujen mittojen mukaan, eristyskehä määritellään valikoivalla mittauksella.
Ilmakanaville pitkä välimatka on suositeltavaa tehdä luonnoksia, joihin on merkitty mittauspisteet.
B. Testaus
8. Lämpötestaus Muuraus suoritetaan kattilan mahdollisella jatkuvalla toiminnalla. Siksi, kun kattila pysäytetään testausjakson aikana, jälkimmäistä voidaan jatkaa sen käynnistyksen jälkeen vasta, kun kiinteä lämmönsiirtotila kattilan ulkopinnoilta ympäristöön palautuu.
Tämä kestää noin 36 tuntia kattilan pysäyttämisen jälkeen10 - 12 tuntia ja noin 12 tuntia kattilan sammuttamisen jälkeen 4 - 6 tuntia.
Riisi. 1. Kaavio eri profiilien palkkien ehdollisten alueiden määrittämiseksi:
minä , II - vaaka- ja pystypalkit
Ne neliöiksi Myötäpinta (m 2) määritetään: vaakapalkeille 1, 2, 3, 4 - (a + b), 5- a; pystypalkeille 1, 2 - (a + b). 3, 4 - (2a + b). Sulkupinta-ala (m 2) kaikille palkkeille kaikissa tapauksissa - b
9. Testausjakson aikana käyttötietojen mukaan höyryn keskiarvotsuorituskyky ja polttoaineenkulutus sekä näiden arvojen suurimmat poikkeamat keskiarvosta (aikaleimalla).
Myös polttoaineen merkki ja kaloripitoisuus ovat kiinteät.
10. Lämpöä luovuttavien pintojen ominaislämpöhäviöiden (lämpövuon tiheyden) mittaukset suoritetaan erillisissä osissa kunkin merkin (paikan) sisällä kattilan kummallakin puolella asetetulla mittaustiheydellä (kohta ja taulukko):
pöytä 1
Kartta nro ______ Mittauspaikan nimi
(esimerkiksi: palotilan etuosa __ 16,34 ÷ 19,7)
|
a) muuraus; b) tiilirunkopalkit; c) kattilan rungon palkit; d) syöksyputket polttokammion ja kylmäsuppilon alueella; e) putkistot konvektiivisen osan sisällä; f) rumpu ja putkistot polttokammiossa; g) päähöyryputki ensimmäiseen ympäristönsuojeluun; h) ilmakanavat; i) sivustot; j) muut (luukut, puhaltimet, kulkuaukot jne.) a) 6 cm 2 muurausalueesta, syöksyputkista ja päähöyryputkesta; b) 15 m 2 putkistojen, ilmakanavien, kattilarummun ja tasojen pinta-alasta; c) 10 m 2 vuorauksen ja kattilan runkojen palkkien pinta-alasta. Ottaen huomioon, että verhousrunkojen ja kattilan palkkien lämpöhäviöt lämpöhäviöiden kokonaistaseessa ovat pieniä, voidaan yksittäisiin olosuhteisiin nähden mittaukset jättää huomioimatta. 13. ORGRES ITP-2 -lämpömittarilla tehdään ominaislämpöhäviöiden (lämpövuon tiheys) mittaukset (katso liite). Litteät lämpömittarin anturit on asennettu erityisiin teleskooppikahvoihin, joiden avulla voit asentaa antureita eri korkeuksille. Putkilinjojen lämpövirtojen tiheyden mittaamiseen käytettävät hakuanturit asennetaan suoraan jälkimmäiseen. Jokaiseen mittauslaitteeseen on asennettu vähintään 10 anturia. Antureiden liittämiseen mittauslaite käytetään jatkojohtoja, joiden avulla yksi mittalaite voi palvella antureita, jotka sijaitsevat noin 10 m:n säteellä. Anturit liitetään mittalaitteeseen jatkojohdolla pistokeliittimien kautta ja siirretään lukemien luettuaan uuteen paikkaan, joka varmistaa mittausvirtauksen. 14. Menettelytapa lämpövirtojen tiheyden mittaamiseksi ITP-2 lämpömittarilla on esitetty liitteessä. 15. Pintalämpötilojen mittaukset lämpötila-anturilla T-4 (Liite) tehdään samoissa paikoissa kuin lämpösyiden mittaukset, perustuen - yksi lämpötilamuutos per 5 -10 lämpövirran mittausta. Lämpötila-anturilla mitataan myös ympäristön lämpötila.pom T-4 kattilan jokaisen merkin sisällä 1 m etäisyydellä lämpöä luovuttavasta pinnasta. 16. Lämpöä luovuttavilla eristämättömillä pinnoilla, joiden lämpötila on yli 100 - 120 °C, lämpövirta lasketaan ehdollisesti pinnan ja ulkoilman lämpötilasta liikenteen avulla (Liite). Kaaviossa katkokäyrä lämpöhäviön määrittämiseksi 1 m 2:stä viittaa tasaiseen pintaan, mutta sitä voidaan soveltaa myös putkiin, joiden halkaisija on 318 mm tai enemmän. Lämpöhäviön määrittäminen alkaen 1 p o g. m putkilinjasta, jonka halkaisija on yli 318 mm, katkokäyrästä saatu lämpöhäviön arvo on kerrottava π:lla d n. Pintalämpötila määritetään suoralla mittauksella tai sen oletetaan olevan yhtä suuri kuin jäähdytysnesteen lämpötila. 3. LÄMPÖTESTAUSTEN TULOSTEN TALLENNUS17. Kaikille erillinen jakso kootaan ensisijainen mittausasiakirja - kartta taulukon mukaisessa muodossa. . Kartta sisältää: a) tämän jakson yksittäisten lämpöä luovuttavien elementtien nimet; b) pinta-ala (m 2 ) tämän osan kunkin elementin lämpöä luovuttava pinta; sisään) keskiarvo lämpövuon tiheys (q, kcal / m 2 ∙ h) jokaiselle elementille laskettuna kaikkien tämän elementin mittausten aritmeettisena keskiarvona alueella; d) kokonaislämpövirta ( K, kcal /h) jokaisesta lämpöä luovuttavasta elementistä, joka määritellään lämpöä luovuttavan elementin pinta-alan tulonaSm 2 per keskimääräinen tiheys lämpövirtaq kcal / m 2 ∙ h ( Q = S ∙ q kcal/h); e) keskimääräinen pintalämpötilat n°C kunkin elementinlasketaan kaikkien mittausten aritmeettisena keskiarvona tietyllä elementillä alueella; f) ympäristön lämpötilat sisään° C, mitattuna tällä alueella; g) kullekin elementille suoritettujen lämpövuon tiheysmittausten lukumäärä. Kokonaisarvot lasketaanS m 2, Kkcal/h ja mittausten lukumäärä. Mittauspaikan sarjanumero, merkki ja nimi merkitään kartalle. Havaintopäiväkirjaan, jonka mukaan kartta on laadittu, tehdään merkintä: ”Karttaan№ ...» taulukko 2 Kattilan vuorauksen lämpötestien tulokset (esimerkiksi: polttokammio)
Taulukko 4 Kattilayksikön laajennettujen elementtien vuorauksen lämpötestien tulokset (yhteenveto)
4. TESTITULOSTEN KÄSITTELYa) Lyhyt kuvaus kattilan yksikkö; b) perustiedot muuraus- ja lämmöneristysprojektista, mukaan lukien luonnokset tälle suunnitelmalle ominaisista muurausyksityiskohdista, tiedot tärkeimmistä lämmöneristysrakenteista sekä tiedot muurauksen ja kattilayksikön lämmöneristyksen kunnon tarkastuksesta; sisään) pivot-taulukoita testitulokset taulukon muodossa. , ja . Riisi. 2. Lämpömittarin anturipiiri ITP-2 lämpömittari koostuu anturista ja toissijaisesta laitteesta. Anturit ovat vaihdettavissa, koska toissijaisen laitteen asteikko on asteikoitu anturien sähkövastuksen ja niiden geometristen mittojen mukaan. Anturipiiri Lämpömittarin anturi (kuva ) koostuu erittäin lämpöä johtavasta (alumiini) kotelosta 4, jossa lämpöä eristävän tiivisteen 5 päälle on sijoitettu manganiinilangasta valmistettu lämmitin 3 ja trimmiparisto.lämpötermoparit, joiden liitokset 2 ja 6 sijaitsevat lämpöä eristävän tiivisteen molemmilla puolilla. Lämmitin 3 ja differentiaalisen termoparin 2 liitokset on peitetty lämpöä johtavalla kuparilevyllä 1, joka on lämpömittarin varsinainen lämmityselementti. Differentiaalisen termoparin b liitoskohdat sijaitsevat lämpöä eristävän tiivisteen alla anturin rungossa. Siten differentiaalitermoparien akku osoittaa lämpötilaeron olemassaolon tai puuttumisen anturin kotelon ja lämmitettävän elementin välillä. Lämpömittarisarja sisältää kaksi anturia (Kuva ): a) Viistotreunaisen levyn muotoista anturia 1 käytetään mittaamaan tasaisten pintojen lämpövirtojen tiheyttä. Se on kytketty jousilaitteella ("viluki”), asetettu erityisiin uriin, pidikkeen kahvalla ja pistokeliittimen kautta johdolla toissijaisella laitteella; b) kiekon muotoista anturia, jolla on tietty kaarevuussäde alatasolla 2 ja joka on asetettu kumilevyyn, käytetään mittaamaan lieriömäisiltä pinnoilta tulevien lämpövirtojen tiheyttä. Kumilevyn reunoissa on korvakkeet anturin kiinnittämiseksi testattavaan kohteeseen. Anturi on kytketty johdolla toissijaiseen laitteeseen pistokeliittimen kautta. Toissijaisen laitteen kaavio Toissijaisen laitteen kaavio on esitetty kuvassa. . Anturin lämmittimen 1 virtalähde on asennettu tasavirta 2 - kolme "Saturn" -tyyppistä akkua. Lämmittimen läpi kulkevan virran voimakkuuden mittaamiseksi jälkimmäisen piirissä on milliampeerimittari 3, virran voimakkuuden säätämiseksi mukana reostaatit 4. Differentiaalitermoparien akku on kytketty suoraan nollaanlionometri 5. Anturi liitetään toissijaiseen laitteeseen pistokeliittimellä 10. Valittujen mittausrajojen perusteella 0 - 100 ja 0 - 500 kcal/m 2 ∙ h, lämmitettävän elementin pinta-ala on 6 cm 2 ja lämmittimen vastus on 25 ohmia, milliammetrin mittausrajat ovat vastaavasti 52,9 ja 118,2 mA. Näiden rajojen varmistamiseksi valittiin lisävastukset 6 ja shunttiresistanssi 7 ottaen huomioon milliampeerimittarin ominaisuudet. Riisi. 4. Toissijaisen laitteen kaavio Nulga-rungon jännittämiseen ja oikosulkuunKytkin 8 on asennettu lionometriin ja kytkimellä 9 muutetaan mittausrajoja. Lämpövuon tiheyden mittaus Lämpövuon tiheyden mittaamiseksi lämpömittarin anturi liitetään toissijaiseen laitteeseen pistokeliittimellä. Kun kytkin 8 on "off"-asennossa, nollagalvanometrin osoittimen asento tarkistetaan ja tarvittaessa asetetaan asentoon "0" korjaajalla. Kytkin 9 on asetettu odotettua lämpövirtaa vastaavalle mittausrajalle. Tasaisilla pinnoilla tai pinnoilla, joilla on suuri (yli 2 m) kaarevuussäde, mittaus tehdään tasaisella anturilla. Tätä varten anturi painetaan pidikkeellä alemmasta litteästä osasta mitattavaa pintaa vasten ja kytkin 8 asetetaan "päällä"-asentoon. Pinnoilla, joilla on pieni kaarevuussäde (putkilinja), mittaus tehdään kumilevyllä varustetulla anturilla. Tätä varten anturi asetetaan mitatun pinnan päälle siten, että anturin alaosan kaarevuus osuu mitatun pinnan kaarevuuden kanssa ja kumilevy kiinnitetään (kiinnitetään) tiukasti mitattavaan kohteeseen sen korvien avulla. on. Kun anturi asennetaan testattavalle lämmitetylle pinnalle, erittäin lämpöä johtava anturin kotelo ottaa lämpötilansa; anturikotelon ja lämmitettävän elementin välisen lämpötilaeron vuoksi emf näkyy differentiaalisen termoparin akun lähdössä. ja nolla galvanometrin osoitin poikkeaa "0"-asennosta. Vähitellen reostaatit "karkeasti" ja "hieno" lisäävät virran voimakkuutta anturin lämmittimessä. Lämmittimen lämpötilan noustessa ja siten lämmitettävän elementin alla olevien differentiaalitermoparien liitoskohtien nolla galvanometrin neula alkaa lähestyä arvoa "0". Kun pkun nuoli kulkee "0":n läpi, lämmittimen virta pienenee reostaattien avulla, kunnes nollagalvanometrin neula ottaa vakaan nolla-asennon. Nollagalvanometrin neulan vakaa asento saavutetaan helpommin, kun se nostetaan hitaasti arvoon "0". Tätä varten käytetään seuraavaa tekniikkaa: kun anturi asetetaan kuumalle pinnalle, nolla galvanometrin neula poikkeaa vasemmalle ennen virransyötön kytkemistä lämmittimeen. Lämmittimelle annetaan tarkoituksella yliarvioitu virta (milliammetrineulan äärimmäinen oikea asento), kun taas nollagalvanometrin neula alkaa nopeasti lähestyä arvoa "0". Virran voimakkuuden vähentäminen tulee aloittaa, kunnes osoitin kulkee "0":n läpi - 2-3 jakoa varten. Käytännössä nuolen asettaminen asentoon "0" (enemmän ↔ vähemmän) toistetaan useita kertoja pienentämällä säätöaluetta asteittain. Kun galvanometrin nollaosoittimen nolla-asento on vakaa (vähintään 1 min), lämpövuon tiheyden arvo luetaan milliampeerimittarilla. Anturin kuumennetusta elementistä ja testattavasta pinnasta tulevien lämpövuojen tiheyden yhtäläisyys varmistetaan sillä, että anturin rungon korkealla lämmönjohtavuudella sen sisällä oleva lämpötilakenttä tasaantuu ja tasapainotushetkellä rungon lämpötila (vastaa testattavan pinnan lämpötilaa) ja lämmitettävän elementin lämpötila, anturin eristävää tiivistettä ympäröi isoterminen pinta, joka on sama kuin koko anturi. Yhden mittauksen tekemiseen tarvittava aika, joka määräytyy anturin rungon inertian ja vakauden mukaan ulkoiset olosuhteet lämmönsiirto litteää anturia käytettäessä on 3 - 8 min, kumilevyllä varustettua anturia käytettäessä suhteellisen alhainen lämmönjohtavuus kumi - 20 - 30 min. AT viimeinen tapaus varsinainen mittaus tulee aloittaa 15 - 20 minuutin kuluttua anturin asentamisesta mittauskohteeseen. Mittauspiirin korkea herkkyys mahdollistaa neulan heilahtelut 1-2 jaon sisällä nollan ympärillä nollagalvanometrin nolla-asemana. Lämpömittarin mukana toimitetut maalatut anturit soveltuvat lämpövuon tiheyden mittaamiseen sekä eriste- että maalatuilla metallipinnoilla. Kiiltävien metallipintojen mittaamiseen tulee käyttää myös antureita, joissa on kiiltävä metallipinta. Paristojen vaihtotarve voidaan arvioida virran laskun perusteella. Jos milliammetrin nuoli ei ole asetettu arvoon 500 kcal/ m 2 ∙ h, Saturn-paristot tulee vaihtaa. Lämpömittarin tarvikkeet 1. Lämpömittarin antureiden asentamiseen tasaisille pinnoille käytetään teleskooppikahvoja-pitimiä. Anturin asennuksen (kiinnityksen) korkeutta säädetään muuttamalla kahvan pituutta ja sen kaltevuuskulmaa (kuva ). 2. Hakuanturit kiinnitetään pintoihin, joilla on pieni kaarevuussäde kiinnittämällä niihin erityisiä hihnalenkkejä (kuva ). Metalli- tai asbestisementtipinnoitteen ollessa päällä anturi kiinnitetään sidomalla samoihin korviin narulla tai langalla. Riisi. 5. Lämpömittarin antureiden asennus tasaiselle pinnalle: 1 - anturit; 2 - kahvat-pidikkeet 3. Liitännät Anturit mittauslaitteeseen suoritetaan jatkojohdolla, jonka päissä on liittimet, jotka vastaavat anturin ja toisiolaitteen liittimiä (kuva ). Korkealle asennuksessa johto liitetään anturiin etukäteen. Siksi jokaista mittauslaitetta kohden tulee olla vähintään 3 jatkojohtoa. Riisi. 6. Hakuanturin asennus putkilinjaan: 1 - putki; 2 - anturi; 3 - kiinnikkeet Riisi. 7. Jatkojohto liittimillä 4. Yli 500 kcal/m lämpövuon tiheyksien mittaamiseen 2 ∙ h, havaittuna kattilayksikön yksittäisissä elementeissä, lämpömittariin on sisäänrakennettu lisämittausalue 0 - 1000 kcal / m 2 ∙ h ja käytetään erillistä 4 elementin virtalähdettä. Zs-ut- 30" (kuva ja). Milliammetrin mittausrajan tulisi tässä tapauksessa olla 167 mA. Mitattaessa ominaislämpövuon arvoa käytetään asteikkoa 0 - 100 kcal / m 2 ∙ h kertoimella 10. Instrumentin tarkistus Lämpömittarille tehdään käytön aikana pakollinen määräaikaistarkastus sähköisten osoittimien tarkastuksessa käyttöolosuhteiden määrittämien aikarajojen puitteissa, mutta vähintään kerran kahdessa vuodessa. Säilytyssäännöt Lämpömittaria tulee säilyttää sisätiloissa 5-35 asteen lämpötilassa°С ja ilman suhteellinen kosteus enintään 80 %. Sen huoneen ilmassa, jossa lämpömittaria säilytetään, ei saa olla haitallisia korroosiota aiheuttavia epäpuhtauksia. Antureiden lämmitettyjen elementtien pintaa ei saa altistaa millekään mekaanisia vaikutuksia: paine, kitka, isku. Liite 2
|
54,81 |
55,03 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
55,26 |
55,48 |
55,71 |
55,94 |
56,16 |
56,39 |
56,61 |
56,84 |
57,06 |
57,29 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
57,52 |
57,74 |
37,97 |
58,19 |
58,42 |
58,65 |
58,87 |
59,10 |
59,32 |
59,55 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
59,77 |
60,00 |
60,23 |
60,45 |
60,68 |
60,90 |
61,13 |
61,35 |
61,58 |
61,81 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
62,03 |
62,26 |
62,48 |
62,71 |
62,93 |
63,16 |
63,39 |
63,61 |
63,84 |
64,06 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
64,29 |
64,52 |
64,74 |
64,97 |
65,19 |
65,42 |
65,64 |
65,87 |
66,10 |
66,32 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
66,55 |
66,77 |
67,00 |
67,22 |
67,45 |
67,68 |
67,90 |
68,13 |
68,35 |
68,58 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
68,81 |
69,03 |
69,26 |
69,48 |
69,71 |
69,93 |
70,16 |
70,39 |
70,61 |
70,84 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
71,06 |
71,29 |
71,51 |
71,74 |
71,97 |
72,19 |
72,42 |
72,64 |
72,87 |
73,09 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
73,32 |
73,55 |
73,77 |
74,00 |
74,22 |
74,45 |
74,68 |
74,90 |
75,13 |
75,35 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
75,58 |
75,80 |
76,03 |
76,26 |
76,48 |
76,71 |
76,93 |
77,15 |
77,38 |
77,61 |
2. Mittauksen jälkeenR100lämpömittari asetetaan sulavan jään termostaattiin ja lämpömittarin vastus määritetään 0 °C:ssa (R 0 ). Tämä vastus ei saa poiketa 53 ohmin nimellisarvosta enempää kuin±0,1 %.
Asenne on oltava välillä 1,426 ÷ 0,002 * .
_____________
* Määritellyn menetelmän vastuslämpömittareiden tarkistamiseksi säädetään GOST 6651-59:ssä, ja se kuvataan yksityiskohtaisesti Neuvostoliiton ministerineuvoston alaisen standardien, mittausten ja mittauslaitteiden komitean ohjeessa 157-62.
3. Lämpötila-anturin toissijainen laite varmistetaan käyttämällä resistanssilaatikkoa, jonka tarkkuusluokka on vähintään 0,02 ja jolla on dekaati ohmin sadasosilla. Tarkastuksessa on otettava huomioon, että laite on kalibroitu syöttöjohtojen resistanssillaR alanumero, vastaa 1 ohmia. Kalibrointitaulukko kupariresistanssilämpömittareille, joissa on asteikko 23, on annettuPutken metallin ja ilman välinen lämpötilaero, as
0,91
0,91
0,91
0,91
0,95
0,95
0,96
0,96
1,00
1,00
1,00
8. Vasilyeva G.N. [jne.] . Kattilayksiköiden lämpöhäviöiden määrittäminen ympäristöön ( q 5 ). « Voimalaitokset", 1965, nro 2.
Tätä lämpövirtaa kuvaa yhtälö:
Q*= | T1-T2 | |||
ln(R02 | /R01) |
|||
2πλL | ||||
Kätevä ominaisuus lämpövuon voimakkuudelle putkelle, joka ei riipu säteestä sylinterimäinen pinta, on lineaarinen (lineaarinen) lämpövuon tiheys q l:
q l \u003d | T - T | |||||||||||||||
log(R 02 /R 01 ) | ||||||||||||||||
ln(R | /r) | - lineaarinen |
||||||||||||||
putken lämpövastus. |
||||||||||||||||
Monikerroksiselle putkelle | ||||||||||||||||
q l \u003d | T 1 − T n +1 | |||||||||||||||
log(R 0,i +1 | / R 0, i ) | |||||||||||||||
i=1 | 2πλi | |||||||||||||||
Lämmönsiirtoprosessissa monikerroksisen putken läpi kulkeva lämpövuon tiheys ql määritetään yhtälöllä:
q l \u003d | T cf1 | − T av2 | ||||||||||||||||
+ ∑ | 0, i + 1 | |||||||||||||||||
2π R 01α 1i = 1 | 2πλi | R0,i | 2πR 02 α2 |
|||||||||||||||
– ulkoiset lämpövastukset. |
||||||||||||||||||
2πRα | 2πR | |||||||||||||||||
Jos syötät merkinnän:
K l \u003d | ||||||||||
+ ∑ | 0,i | |||||||||
2π R 01α 1i = 1 | 2πλi | R0,i | 2πR 02 α2 |
|||||||
sitten yhtälö (5.6) saa muodon:
q l \u003d K l (T vrt. 1− T vrt. 2) ,
missä K l - lineaarinen kerroin lämmönsiirto [W/(m K)]. Lämpötilaero väliaineen ja kontaktin välillä
pinta määräytyy yhtälöillä:
− T | |||||||||||
2πRα | |||||||||||
− T | |||||||||||
2πR 02 α1 | |||||||||||
ESIMERKKEJÄ
1. Höyrykattilan uunin vuoraus koostuu kahdesta kerroksesta.
Sisäkerros on valmistettu fireclay-tiilistä: δ 1 \u003d 400 mm, λ 1 \u003d 1,4 W / (m K), ja ulkokerros on valmistettu punatiilestä: δ 2 \u003d 200 mm,
λ2 = 0,58 W/(m-K). Sisäpuolen lämpötila ja | ulkopinta |
|||||||||||||
muuraus, vastaavasti T 1 = | 900 ° C ja T 3 \u003d 90 ° C. |
|||||||||||||
Määritä lämpöhäviö | muurauksen kautta ja suurin |
|||||||||||||
lämpötila T 2 punainen tiili. | ||||||||||||||
Päätös. | ||||||||||||||
Määrittämistä varten | lämpö q käytämme yhtälöä |
|||||||||||||
(5.1) n = 2.0: | ||||||||||||||
T 1 - T 3 | 900 - 90 | 1292 W/m2. |
||||||||||||
400 × 10-3 | 200×10-3 | |||||||||||||
λ 1λ 2 | ||||||||||||||
Lämpötilan määrittämiseksi vuorauksen ulko- ja sisäkerroksen rajalla (T 2 ) käytämme yhtälöä (5.2):
T - T | |||||||
Siksi T | T- | δ 1 q \u003d 900- | 400.10- 3 | × 1292 = 530 o C. |
|||
2. Määritä lämpöhäviö Q [W] punaisen seinän läpi |
|||||||
tiili [λ = | pituus l = 5 m, korkeus h = 4 m ja |
||||||
paksuus δ = 510 mm, jos ilman lämpötila huoneen sisällä
T cf2 = -30 °C, lämmönsiirtokerroin seinän ulkopinnasta α 2 = 20 W / (m2 K). Laske myös seinäpintojen lämpötilat T p1 ja T p2.
Päätös. | |||||||||||||||
Käyttämällä yhtälöä | (5.3) kun n = | 1, etsi tiheys |
|||||||||||||
lämpövirtaus: | |||||||||||||||
T av1− T av2 | 18 - (- 30) | 58,5 W/m2. |
|||||||||||||
510 × 10-3 | |||||||||||||||
α1 λ α2 | |||||||||||||||
Siksi lämpöhäviö seinän läpi on yhtä suuri kuin:
Q \u003d q S \u003d 58,5 5 4 \u003d 1170 W.
Seinäpintojen lämpötilojen määrittämiseen käytetään yhtälöitä (5.4). Näistä seuraavat:
q = 18- | × 58,5 \u003d 10,4 ° C |
|||||||||||
q = -30 - | × 58,5 \u003d - 27,1 ° C. |
|||||||||||
3. Määritä lämmönkulutus q l putken seinämän läpi (d 1 / d 2 =
= 20/30 mm) valmistettu lämmönkestävästä teräksestä, lämmönjohtavuus
joka λ \u003d 17,4 W / (m K), ja ulko- ja sisäpinnan lämpötilat T 1 \u003d 600 ° C, T 2 \u003d 450 ° C.
Päätös.
Putken seinämän läpi kulkevan lämpövirran määrittämiseksi käytämme yhtälöä (5.5) arvolle n = 1:
T1-T2 | 600 - 450 | 40750 W/m. |
|||||||||||
log(R 02 /R 01 ) | × 10-2 | ||||||||||||
× 3,14 | × 17.4 | × 10 | |||||||||||
4. Laske lämpöhäviö 1 m eristämättömästä putkesta |
|||||||||||||
halkaisija d 1 / d 2 = 300/330 mm, avonainen |
|||||||||||||
ilmaa, jos vesi virtaa putken sisällä keskilämpötilalla T cp1 \u003d 90 ° C. Ilman lämpötila T cp2 \u003d - 15 ° C. Putkimateriaalin lämmönjohtavuuskerroin λ \u003d 50 W / (m K ), lämmönsiirtokerroin vedestä putken seinämään α 1 \u003d 1000 W/(m2 K) ja putkesta ulkoilmaan α 2 = 12 W/m2 K. Määritä myös putken sisä- ja ulkopinnan lämpötilat.
Päätös. | ||||||||||||||||||||||
Lämpöhäviö alkaen 1,0 m | putki | löytää käyttöä |
||||||||||||||||||||
käyttämällä yhtälöä (5.6) arvolle n = 1: | ||||||||||||||||||||||
q l \u003d | T av1− T av2 | |||||||||||||||||||||
2πRα | 2πRα | |||||||||||||||||||||
90 - (- 15) | ||||||||||||||||||||||
16,5 × 10-2 | ||||||||||||||||||||||
2×3,14×15×10–2×103 | 2×3,14×50 | 15×10-2 | 2×3,14×16,5×10-2×12 | |||||||||||||||||||
652 W/m.
× 652 | 89,8 o C, |
|||||||||||||||||||
cf1 2π R 01 α 1 | 2π × 15 × 10- 2 × 103 | |||||||||||||||||||
ja kohdasta (5.5) löydämme: | ||||||||||||||||||||
ln(R | / R) = 89,8 - | |||||||||||||||||||
16,5 × 10-2 | × 652 \u003d 89,6o C. | |||||||||||||||||||
2π × 50 | 15×10-2 | |||||||||||||||||||
TEHTÄVÄT | ||||||||||||||||||||
Määritä lämmönjohtavuuskerroin | tiili |
|||||||||||||||||||
seinämän paksuus | δ = 390 mm, jos lämpötila on n | sisäinen |
||||||||||||||||||
seinän pinta T 1 = 300 ° C ja ulkopinnalla T 2 = 60 ° C. |
||||||||||||||||||||
Lämpöhäviö seinän läpi | q = 178 W/m2. | |||||||||||||||||||
5.2. Kattilauunin litteän metalliseinän läpi
paksuudella δ = 14 mm, ominaislämpövirta q = 25000 W/m2 siirtyy kaasuista kiehuvaan veteen. Teräksen lämmönjohtavuuskerroin λ = 50 W/(m K).
Määritä lämpötilaero seinäpintojen välillä.
5.3. Määritä ominaislämpövirta betoniseinän läpi, jonka paksuus on δ = 300 mm, jos seinän sisä- ja ulkopinnan lämpötilat ovat vastaavasti T 1 = 15 °C ja
T 2 \u003d - 15 °C.
Betonin lämmönjohtavuuskerroin λ = 1,0 W/(m K).
5.4. Määritä lämpöhäviö q tulipesän katon läpi,
5.5. Määritä lämmönkulutus Q [W] tiiliseinän läpi, jonka paksuus on δ \u003d 250 mm 3 × 5 m2 alueella, jos lämpötilat
seinäpinnat | T1= | ja T2 | ja kerroin |
|||
tiilen lämmönjohtavuus λ = 1,16 BT / (m K). | ||||||
5.6. Laske lämpövuon tiheys q | asunnon läpi |
|||||
yhtenäinen työstökone, paksuus | paljon vähemmän leveä |
|||||
me ja korkeudet, jos | valmistunut: | |||||
a) teräksestä λ st \u003d 40 W / (m K); alkaen | λb = 1,1 W/(mK); c) alkaen |
|||||
piimaatiili λ k \u003d 0,11 W / (m K). Kaikissa tapauksissa paksuus
Sisäkerros on valmistettu tulenkestävästä tiilestä, jonka paksuus on δ 1 = 350 mm, ja ulkokerros on valmistettu punatiilestä, jonka paksuus on δ 2 = 250 mm.
Määritä lämpötila seinän sisäpinnalta T 1 ja punatiilen sisäpuolelta T 2, jos seinän ulkopuolella lämpötila T 3 \u003d 90 ° C, ja lämpöhäviö seinän pinnan 1 m2:n läpi. on 1 kW. Tulenkestävän ja punaisen tiilin lämmönjohtavuuskertoimet ovat vastaavasti yhtä suuria:
tiilet ja piimaatäyttö niiden välissä. Piiatomiitin paksuus on δ 2 = 50 mm ja λ 2 = 0,14 W/(m·K) ja punatiilen paksuus δ 3 = 250 mm ja λ 3 = 0,7 W/(m·K).
Kuinka monta kertaa punatiilen paksuutta on lisättävä, jotta uunin vuorauksella ilman piimaatäyttöä olisi sama sisäinen lämpövastus kuin täytteellä?
5.9. Määritä lämpövirta q kattilan terässeinän pinnan läpi [δ 1 \u003d 20 mm, λ 1 \u003d 58 W / (m K)], joka on peitetty asteikkokerroksella
[δ 2 \u003d 2 mm, λ 2 \u003d 1,16 W / (m K)]. Seinäpinnan korkein lämpötila on 250°C, ja alin lämpötila asteikko 100 ° C. Määritä myös asteikon korkein lämpötila.
5.10. Laske lämpövirtaus 1 m2 höyrykattilan puhtaan lämmityspinnan läpi ja lämpötila seinäpinnoilla, jos seuraavat arvot on annettu: savukaasujen lämpötila T cp1 = = 1000 ° C, kiehuvan veden lämpötila T cp2 = 200 °C, lämmönsiirtokertoimet kaasuista seinään α 1 = 100 W / (m2 K) ja seinästä kiehuvaan veteen α 2 = 5000 W / (m2 K). Seinämateriaalin lämmönjohtavuuskerroin λ = 50 W/(m K) ja seinämän paksuus δ = 12 mm.
5.11 Ratkaise tehtävä 10 sillä ehdolla, että käytön aikana höyrykattilan lämmityspinta savukaasupuolelta peittyi nokikerroksella, jonka paksuus on δ c = 1 mm
[ λ s = 0,08 W/(m K)], ja veden puolelta - kalkkikerros, jonka paksuus on δ n = 2 mm [λ n = 0,8 W/(m K)]. Laske lämpövirtaus 1 m2:n läpi
kontaminoitunut lämmityspinta ja vastaavien kerrosten T p1 , T p2 , T p3 ja T p4 pintojen lämpötila .
Vertaa laskentatuloksia tehtävän 10 vastaukseen ja määritä lämpökuorman q lasku (%).
5.12 Määritä lämpövuon tiheys q [W / m2] 510 mm paksuisen tiiliseinän läpi, jonka lämmönjohtavuuskerroin λ k \u003d 0,8 W / (m K) ja joka on päällystetty ulkopuolelta lämpöeristekerroksella
lämmönsiirto ulkopinnalta α 2 \u003d 20 W / (m2 K). Laske myös lämpötilat seinän pinnoilla T p1, T p2 ja kerroksen pinnalla T p3.
5.13. Höyrylämmittimen patterit on valmistettu lämpöä kestävistä teräsputkista, joiden halkaisija on d 1 / d 2 = 32/42 mm kertoimella
Laske ominaislämpövirta seinän läpi putken pituusyksikköä kohti q l.
5.14. Teräsbetonipiippu peitetty sisällä tulenkestävä vuorauskerros λ1 = 0,5 W/(m K).
Määritä vuorauksen paksuus δ 1 ja putken T 3 ulkopinnan lämpötila edellyttäen, että lämpöhäviö ei ylitä q l \u003d 2000 W / m ja vuorauksen ja betonin korkeimmat lämpötilat eivät ylitä T 1 = 421 °C ja T 2 = 200 °C.
5.15. Teräksinen höyryputki päällystetty kahdella lämpöeristekerroksella sama paksuus[8 = 50 mm, λ2 = 0,07 W/(m K), λ3 = 0,14 W/(m K)].
Määritä lämpöhäviö q l [W / m] ja lämpötila T 3 näiden kerrosten välisessä rajapinnassa. Toista nämä laskelmat edellyttäen, että ensimmäisen kerroksen eristys asennetaan toisen tilalle.
Ulkolämpötila T 4 | pinnat ovat samat molemmissa tapauksissa. |
||||||
kova ja on yhtä suuri kuin 50 °C. | |||||||
Määritä lämpötila kolmikerroksen kerrosten rajoilla |
|||||||
putken eristys. Putken sisähalkaisija d = 245 mm. | |||||||
eristyksen kerrokset ja lämmönjohtavuuskertoimet |
|||||||
materiaaleja | vastaavasti | ovat yhtä suuret: δ1 = 100 mm, δ2 = 20 mm, δ3 = 30 |
|||||
mm, λ1 = | 0,03 W/(m K), | 0,06 W/(m K) | ja λ3 = 0,12 W/(m K). |
||||
Lämpötila | sisäinen | putkilinjan pinta 250° С, | |||||
eristeen ulkopinta 65°C. | |||||||
Määritellä | lämpövirta | pinnan läpi | |||||
höyryputki (d 1 / d 2 \u003d 140/150), eristetty kahdella lämpökerroksella
ja eristeen ulkopinnalla T 4 \u003d 55 ° C. | ||||
Kuinka lämpöhäviö eristetyn seinän kautta muuttuu, | ||||
vaihtaa eristyskerroksia? | ||||
5.18. Putkilinjan halkaisija d 1 / d 2 | 44/51 mm, jossa |
|||
virtaava öljy, peitetty | paksuus δ2 = 80 | |||
Putkilinjamateriaalin ja betonin lämmönjohtavuuskertoimet
öljyä seinään α1 = 100 W/(m2 K) ja betonipinnasta ilmaan
α2 = 10 W/(m2 K).
Määritä lämpöhäviö 1 m:ltä betonilla päällystetystä putkilinjasta. 5.19. Litteät alumiinilevyt 0,8 mm paksut levyt-
seinämän vesipitoisuus λ = 203,5 W/(m K). Määritä seinän läpi siirtyvä ominaislämpövirta.
5.20. Arvioi lämpöhäviöt 1,0 m putkilinjasta, jonka halkaisija on d 1 / d 2 = 150/165 mm ja joka on päällystetty eristekerroksella, jonka paksuus on δ1 = 60 mm, jos putkilinja lasketaan ilmaan, jonka T cp2 = -15 °C ja vesi virtaa sen läpi keskilämpötilalla T cp1 = 90 °C. Putkimateriaalin ja eristeen lämmönjohtavuuskertoimet ovat vastaavasti λ1 = 50 W/(m K), λ2 = 0,15 W/(m K) ), ja lämmönsiirtokertoimet eristyspinnasta ulkoilmaan ovat α2 = 8 W/(m2 K) ja vedestä putken seinämään α1 = 1000 W/(m2 K). Laske myös
lämpötila putken ulkopinnalla ja eristeen ulkopinnalla.
5.21. Määritä auditorion lämmityspatterien tarvittava teho, jos sen ulkoseinä on muurattu (8× 4,5 m, δ = 500 mm) on valmistettu punatiilestä (λ = 0,7 W / m K), ja pintalämpötilat T] = 12 ° C ja T 2 = -15 ° C. (Ikkunat ovat ehdollisesti poissa). Mikä on seinän jäätymissyvyys.
5.22. Auditorion ikkunassa on kaksoiskehykset, joiden ruutujen väli on 60 mm. Laske lämpöhäviö ikkunan aukosta 5× 3 m, jos lasin paksuus on δ = 4 mm ja niiden lämpötilat vastaavat
vastaavat pinnat T 1 \u003d 10 ° C ja T 4 \u003d -18 ° C. λ st \u003d 0,74 ja
λ ilma = 0,0244 W / m K.
5.23 Laske lämpövuon lineaarinen tiheys käämin seinämän läpi lämpöä kestävästä teräksestä valmistetuista putkista (d 1 / d 2 \u003d 40 / 47 mm)
(λ \u003d 16,5 W / (m K)), jos sen sisä- ja ulkopinnat ovat 400 °C ja 600 °C, vastaavasti. Millä putken säteen arvolla seinän lämpötila on 500 ° C.
5.24. Teräshöyryputki (d 2 = 100 ja δ = 5 mm) asennetaan ulkoilmaan T cp2 = 20 ° С. = 0,11 W/m K).
Laske lämpöhäviö höyryputken lineaarimetriä kohti ja lämpötila sen rajoilla, jos höyryn lämpötila on T cp1 = 300°C, sekä lämmönsiirtokertoimet höyrystä höyryputken sisäpinnalle ja ulkopinnalle toisen eristekerroksen ilmaan nähden ovat 90 ja 15 W/(m2) TO).
Kattiloissa ja muissa lämmitysjärjestelmissä ei käytetä kaikkea polttoaineen palamisen aikana vapautuvaa lämpöä. Tarpeeksi suurin osa lämpö poistuu palamistuotteiden mukana ilmakehään, osa katoaa kattilan rungon kautta ja pieni osa kemiallisen tai mekaanisen alipolton seurauksena. Mekaanisella alipoltolla tarkoitetaan lämpöhäviötä, joka johtuu tuhkaelementtien rikkoutumisesta tai palamattomista hiukkasista.
Kattilan lämpötase on polttoaineen palamisen aikana vapautuvan lämmön jakautuminen käyttötarkoitukseensa käytetylle hyötylämmölle ja lämpöhäviöille, jotka syntyvät lämpölaitteiden käytön aikana.
Kaavio lämpöhäviön tärkeimmistä lähteistä.
Lämmöntuoton viitearvoksi otetaan arvo, joka voisi vapautua kaiken polttoaineen alimmalla lämpöarvolla.
Jos kattilassa käytetään kiinteää tai nestemäistä polttoainetta, lämpötase on kilojouleina suhteessa kulutettuun polttoainekiloon ja kaasua käytettäessä suhteessa jokaiseen kuutiometri. Molemmissa tapauksissa lämpötasapaino voidaan ilmaista seuraavasti prosentteina.
Lämpötasapainon yhtälö
Kattilan lämpötasapainon yhtälö kaasua poltettaessa voidaan ilmaista seuraavalla kaavalla:
Optimaaliset kuormitusparametrit tarjoavat korkea suorituskyky lämmitysjärjestelmä.
- QT=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6;
- missä QT on kaikki yhteensä lämpölämpö, joka tuli kattilan uuniin;
- Q1 - hyötylämpö, jota käytetään jäähdytysnesteen lämmittämiseen tai höyryn tuottamiseen;
- Q2 on lämpöhäviö, joka karkaa ilmakehään palamistuotteiden mukana;
- Q3 - epätäydelliseen kemialliseen palamiseen liittyvä lämpöhäviö;
- Q4 - lämpöhäviö mekaanisesta alipoltosta;
- Q5 - lämpöhäviö kattilan ja putkien seinien läpi;
- Q6 - lämpöhäviö, joka johtuu tuhkan ja kuonan poistamisesta uunista.
Kuten lämpötasapainoyhtälöstä voidaan nähdä, poltettaessa kaasumaista tai nestemäistä polttoainetta vain kiinteille polttoaineille tyypillisiä Q4- ja Q6-arvoja ei ole.
Jos lämpötase ilmaistaan prosentteina kokonaislämmöstä (QT=100%), niin annettu yhtälö ottaa muotoa:
- 100=q1+q2+q3+q4+q5+q6.
Jos jaamme lämpötasapainoyhtälön jokainen termi vasemmalta ja oikealta puolelta QT:llä ja kerromme sen 100:lla, saadaan lämpötase prosentteina kokonaislämmönsyötöstä:
- q1 = Q1*100/QT;
- q2=Q2*100/QT ja niin edelleen.
Jos kattilassa käytetään nestemäistä tai kaasumaista polttoainetta, häviöitä q4 ja q6 ei ole, kattilan lämpötasapainon yhtälö prosentteina on muotoa:
- 100=q1+q2+q3+q5.
Jokaista lämpötyyppiä ja yhtälöitä tulee tarkastella yksityiskohtaisemmin.
Käyttötarkoitukseensa käytetty lämpö (q1)
Kaavio kiinteän lämpögeneraattorin toimintaperiaatteesta.
Suoraan tarkoitukseen käytettäväksi lämmöksi katsotaan se, joka kuluu jäähdytysnesteen lämmittämiseen tai höyryn saamiseen tietyllä paineella ja lämpötilalla, joka lasketaan kattilan ekonomaiseriin tulevan veden lämpötilasta. Ekonomaiserin läsnäolo lisää merkittävästi hyötylämmön määrää sen salliessa lisää käyttää palamistuotteiden sisältämää lämpöä.
Kattilan käytön aikana sen sisällä olevan höyryn elastisuus ja paine kasvavat. Myös veden kiehumispiste riippuu tästä prosessista. Jos sisään normaaleissa olosuhteissa Veden kiehumispiste on 100°C, ja kun höyrynpaine kasvaa, tämä luku kasvaa. Tässä tapauksessa höyryä, joka on samassa kattilassa yhdessä kiehuvan veden kanssa, kutsutaan kylläiseksi, ja veden kiehumispistettä tietyssä paineessa. kylläistä höyryä kutsutaan kyllästymislämpötilaksi.
Jos höyryssä ei ole vesipisaroita, sitä kutsutaan kuivaksi kylläiseksi höyryksi. Valtaosa kuiva kyllästetty höyry märässä höyryssä on höyryn kuivuusaste prosentteina ilmaistuna. Höyrykattiloissa höyryn kosteus vaihtelee välillä 0 - 0,1 %. Jos kosteus ylittää nämä indikaattorit, kattila ei toimi optimaalisessa tilassa.
Hyödyllinen lämpö, joka kuluu 1 litran vettä lämmittämiseen nolla lämpötila kiehumispisteeseen asti jatkuva paine, kutsutaan nesteen entalpiaksi. Lämpöä, joka tarvitaan muuttamaan 1 litra kiehuvaa nestettä höyrytilaan, kutsutaan piilevä lämpö höyrystymistä. Näiden kahden indikaattorin summa on kylläisen höyryn kokonaislämpöpitoisuus.
Lämpöhäviö palamistuotteiden ilmakehään vuotaessa (q2)
Tämän tyyppinen hävikki prosentteina ilmaisee eron savukaasujen entalpian ja kattilaan tulevan kylmän ilman välillä. Näiden häviöiden määrityskaavat vaihtelevat käytettäessä eri tyyppejä polttoaineaineet.
Polttoöljyn palaminen johtaa lämpöhäviöön kemiallisen alipolton vuoksi.
Käytettäessä kiinteää polttoainetta häviöt q2 ovat:
- q2=(Ig-ag*Ic)(100-q4)/QT;
- missä Ig on ilmakehästä poistuvien kaasujen entalpia (kJ/kg), αg on ylimääräisen ilman kerroin, Iv on palamiseen tarvittavan ilman entalpia kattilaan tulolämpötilassa (kJ/kg).
Indikaattori q4 on lisätty kaavaan, koska tulisi ottaa huomioon 1 kg:n polttoaineen fyysisen palamisen aikana vapautuva lämpö, ei uuniin tulevan 1 kg:n polttoainetta.
Kaasu- tai nestemäisiä polttoaineita käytettäessä sama kaava on muotoa:
- q2=((Ig-ag*Ic)/QT)*100 %.
Savukaasujen lämpöhäviöt riippuvat itse lämmityskattilan tilasta ja toimintatavasta. Esimerkiksi kun polttoainetta ladataan käsin uuniin, tämän tyyppiset lämpöhäviöt kasvavat merkittävästi säännöllisen raikkaan ilman sisäänvirtauksen vuoksi.
Ilmakehästä lähtevien savukaasujen lämpöenergiahäviöt lisääntyvät niiden lämpötilan ja kulutetun ilman määrän noustessa. Esimerkiksi ilmakehästä lähtevien kaasujen lämpötila ekonomaiserin ja ilmanlämmittimen puuttuessa on 250-350°C ja niiden läsnä ollessa vain 120-160°C, mikä lisää hyötylämmön määrää useita kertoja.
Kattilan kytkentäkaavio.
Toisaalta lähtevien palamistuotteiden riittämätön lämpötila voi johtaa vesihöyryn kondensaatin muodostumiseen lämmityspinnoille, mikä vaikuttaa myös talvella savupiippujen jään muodostumiseen.
Kulutetun ilman määrä riippuu polttimen tyypistä ja toimintatavasta. Jos sitä lisätään optimaalinen arvo, sitten tämä johtaa korkea sisältö pakokaasuissa ilmaa, joka lisäksi kuljettaa pois osan lämmöstä. Tämä on väistämätön prosessi, jota ei voida pysäyttää, mutta joka voidaan saada aikaan minimiarvot. AT nykyaikaiset realiteetit Ilmavirtauskerroin ei saa ylittää 1,08 täysruiskutuspolttimissa, 0,6, 1,1 paineilmasekoitetuissa polttimissa ja 1,15 ulkoisesti sekoitettujen diffuusiopolttimissa. Ylimääräisten ilmavuotojen esiintyminen uunin ja kattilan putkissa johtaa lämpöhäviöiden lisääntymiseen poistuvan ilman kanssa. Ilmavirran pitäminen optimaalisella tasolla mahdollistaa q2:n arvon pienentämisen minimiin.
Q2:n arvon minimoimiseksi on tarpeen puhdistaa ulkoinen ja sisäpinta kattila, varmista, että siinä ei ole kalkkia, joka vähentää lämmön siirtymistä poltetusta polttoaineesta lämmitysväliaineeseen, noudata kattilassa käytettävälle vedelle asetettuja vaatimuksia, tarkkaile kattilan ja putkiliitäntöjen vaurioita ilman sisääntulon estämiseksi . Lisäsähkölämmityspintojen käyttö kaasupolulla kuluttaa sähköä. Optimaalisesta polttoaineenkulutuksesta saatavat säästöt ovat kuitenkin paljon suuremmat kuin kulutetun sähkön hinta.
Lämpöhäviö polttoaineen kemiallisesta alipoltosta (q3)
Tämäntyyppinen piiri suojaa lämmitysjärjestelmää ylikuumenemiselta.
Pääindikaattori polttoaineen epätäydellisestä kemiallisesta palamisesta on hiilimonoksidin (käytettäessä kiinteää polttoainetta) tai hiilimonoksidin ja metaanin läsnäolo pakokaasuissa (poltettaessa) kaasumaista polttoainetta). Kemiallisen alipolton lämpöhäviö on yhtä suuri kuin lämpö, joka voisi vapautua näiden jäännösten palaessa.
Polttoaineen epätäydellinen palaminen riippuu ilman puutteesta, polttoaineen huonosta sekoittumisesta ilman kanssa, lämpötilan laskusta kattilan sisällä tai palavan polttoaineen liekin kosketuksesta kattilan seiniin. Tulevan hapen määrän liiallinen lisääntyminen ei kuitenkaan takaa polttoaineen täydellistä palamista, vaan se voi häiritä kattilan toimintaa.
Optimaalinen hiilimonoksidipitoisuus uunin ulostulossa 1400 °C:n lämpötilassa ei saa olla yli 0,05 % (kuivien kaasujen osalta). Tällaisilla arvoilla lämpöhäviö alipoltosta on 3-7 % polttoaineesta riippuen. Hapenpuute voi nostaa tämän arvon jopa 25 prosenttiin.
Mutta on välttämätöntä saavuttaa sellaiset olosuhteet, että polttoaine ei pala kemiallisesti. On tarpeen varmistaa optimaalinen ilmansyöttö uuniin, ylläpitää tasainen lämpötila kattilan sisällä ja saavuttaa polttoaineseoksen perusteellinen sekoittuminen ilman kanssa. Kattilan taloudellisin toiminta saavutetaan, kun sisältö hiilidioksidi ilmakehään pääsevissä palamistuotteissa 13-15 % polttoainetyypistä riippuen. Liiallisen ilmanoton myötä hiilidioksidipitoisuus lähtevässä savussa voi laskea 3-5%, mutta lämpöhäviö kasvaa. klo normaali operaatio lämmityslaitteiden häviöt q3 ovat 0-0,5 % hiilipölylle ja 1 % kerrosuuneille.
Fyysisen alipolton aiheuttama lämpöhäviö (q4)
Tämäntyyppinen hävikki johtuu siitä, että palamattomat polttoainehiukkaset putoavat arinan läpi tuhka-astiaan tai kulkeutuvat palamistuotteiden mukana putken kautta ilmakehään. Fyysisen alipolton aiheuttama lämpöhäviö riippuu suoraan kattilan rakenteesta, arinan sijainnista ja muodosta, vetovoimasta, polttoaineen tilasta ja sen sintrautumisesta.
Merkittävimmät häviöt aiheutuvat mekaanisesta alipoltosta kiinteän polttoaineen kerrospolton aikana ja liian voimakkaasta vetovoimasta. Tässä tapauksessa savun mukana kulkeutuu suuri määrä pieniä palamattomia hiukkasia. Tämä näkyy erityisen hyvin heterogeenista polttoainetta käytettäessä, kun siinä vuorottelevat pienet ja suuret polttoainepalat. Kunkin kerroksen palaminen osoittautuu epätasaiseksi, koska pienet palat palavat nopeammin ja kulkeutuvat savun mukana. Syntyneisiin rakoihin pääsee ilmaa, joka jäähdyttää suuria polttoainepaloja. Samaan aikaan ne peitetään kuonakuorella eivätkä pala kokonaan.
Mekaanisen alipolton lämpöhäviöt ovat yleensä noin 1 % hiilipölyuuneissa ja jopa 7,5 % kerrosuuneissa.
Lämpöhäviö suoraan kattilan seinien läpi (q5)
Tämäntyyppinen häviö riippuu kattilan muodosta ja rakenteesta, sekä kattilan että savupiippujen vuorauksen paksuudesta ja laadusta sekä lämpöä eristävän suojan olemassaolosta. Sitä paitsi, suuri vaikutus Itse uunin suunnittelu sekä lisälämmityspintojen ja sähkölämmittimien läsnäolo savupolussa vaikuttavat hävikkiin. Nämä lämpöhäviöt lisääntyvät, jos huoneessa on vetoa lämmityslaitteet, sekä uunin ja järjestelmän luukkujen avaamisen lukumäärästä ja kestosta. Häviöiden määrän vähentäminen riippuu kattilan oikeasta vuorauksesta ja ekonomaiserin olemassaolosta. Lämpöhäviöiden vähentämiseen vaikuttaa suotuisasti niiden putkien lämmöneristys, joiden kautta pakokaasuja johdetaan ilmakehään.
Tuhkan ja kuonan poiston aiheuttama lämpöhäviö (q6)
Tämäntyyppinen hävikki on tyypillistä vain kiinteälle polttoaineelle möykkyisessä ja jauhetussa tilassa. Kun sitä ei polteta, jäähdyttämättömän polttoaineen hiukkaset putoavat tuhka-astiaan, josta ne poistuvat ja ottavat mukanaan osan lämmöstä. Nämä häviöt riippuvat polttoaineen tuhkapitoisuudesta ja tuhkanpoistojärjestelmästä.
Kattilan lämpötase on arvo, joka osoittaa kattilasi optimaalisen ja taloudellisen toiminnan. Lämpötaseen suuruuden mukaan on mahdollista määrittää toimenpiteet, jotka auttavat säästämään poltettua polttoainetta ja lisäämään lämmityslaitteiden tehokkuutta.
