ეს სითბოს ნაკადი აღწერილია განტოლებით:
Q*= | T1− T2 | |||
ln(R02 | /R01) |
|||
2პლL | ||||
მილისთვის სითბოს ნაკადის ინტენსივობის მოსახერხებელი მახასიათებელი, ცილინდრული ზედაპირის რადიუსისგან დამოუკიდებლად, არის ხაზოვანი (ხაზოვანი) სითბოს ნაკადის სიმკვრივე q l:
q l \u003d | T - T | |||||||||||||||
ჟურნალი (R 02 / R 01 ) | ||||||||||||||||
ln(რ | /რ) | - ხაზოვანი |
||||||||||||||
მილის თერმული წინააღმდეგობა. |
||||||||||||||||
მრავალფენიანი მილისთვის | ||||||||||||||||
q l \u003d | T 1 − T n +1 | |||||||||||||||
ჟურნალი (R 0,i +1 | / R 0, i) | |||||||||||||||
i=1 | 2პლი | |||||||||||||||
სითბოს გადაცემის პროცესისთვის, სითბური ნაკადის სიმკვრივე q l, რომელიც გადის მრავალშრიანი მილის მეშვეობით, განისაზღვრება განტოლებით:
q l \u003d | T cf1 | − T av2 | ||||||||||||||||
+ ∑ | 0, მე + 1 | |||||||||||||||||
2π R 01α 1i =1 | 2პლი | R0, i | 2πR 02 α2 |
|||||||||||||||
- გარე თერმული წინააღმდეგობები. |
||||||||||||||||||
2πRα | 2πR | |||||||||||||||||
თუ ჩაწერთ აღნიშვნას:
K l \u003d | ||||||||||
+ ∑ | 0, ი | |||||||||
2π R 01α 1i =1 | 2პლი | R0, i | 2πR 02 α2 |
|||||||
შემდეგ განტოლება (5.6) იღებს ფორმას:
q l \u003d K l (T შდრ. 1− T შდრ. 2) ,
სადაც K l არის ხაზოვანი სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი [W / (m K)]. ტემპერატურის სხვაობა საშუალო და კონტაქტურს შორის
ზედაპირი განისაზღვრება განტოლებით:
- თ | |||||||||||
2πRα | |||||||||||
- თ | |||||||||||
2πR 02 α1 | |||||||||||
მაგალითები
1. ორთქლის ქვაბის ღუმელის უგულებელყოფა შედგება ორი ფენისგან.
შიდა ფენა დამზადებულია ცეცხლგამძლე აგურისგან: δ 1 \u003d 400 მმ, λ 1 \u003d 1.4 W / (m K), ხოლო გარე ფენა დამზადებულია წითელი აგურისგან: δ 2 \u003d 200 მმ,
λ 2 =0,58 W/(m·K). შიდა ტემპერატურა და | გარე ზედაპირი |
|||||||||||||
აგურის აგება, შესაბამისად T 1 = | 900 ° C და T 3 \u003d 90 ° C. |
|||||||||||||
სითბოს დაკარგვის განსაზღვრა | აგურის აგების მეშვეობით და უდიდესი |
|||||||||||||
ტემპერატურა T 2 წითელი აგური. | ||||||||||||||
გადაწყვეტილება. | ||||||||||||||
დადგენისთვის | სითბო q ვიყენებთ განტოლებას |
|||||||||||||
(5.1) n = 2.0-ისთვის: | ||||||||||||||
T 1 - T 3 | 900 - 90 | 1292 ვტ/მ2. |
||||||||||||
400×10-3 | 200×10-3 | |||||||||||||
λ 1λ 2 | ||||||||||||||
საფარის გარე და შიდა ფენების (T 2 ) საზღვარზე ტემპერატურის დასადგენად, ვიყენებთ განტოლებას (5.2):
T - T | |||||||
აქედან გამომდინარე თ | T- | δ 1 q \u003d 900- | 400.10- 3 | × 1292= 530o C. |
|||
2. განსაზღვრეთ სითბოს დაკარგვა Q [W] წითელი კედლის მეშვეობით |
|||||||
აგური [λ = | სიგრძე l = 5 მ, სიმაღლე h = 4 მ და |
||||||
სისქე δ = 510 მმ, თუ ჰაერის ტემპერატურა ოთახშია
T cf2 = - 30 ° C, სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი კედლის გარე ზედაპირიდან α 2 = 20 W / (m2 K). ასევე გამოთვალეთ ტემპერატურა კედლის ზედაპირებზე T p1 და T p2.
გადაწყვეტილება. | |||||||||||||||
განტოლების გამოყენებით | (5.3) n =-ისთვის | 1, იპოვნეთ სიმკვრივე |
|||||||||||||
სითბოს ნაკადი: | |||||||||||||||
T av1− T av2 | 18 - (- 30) | 58,5 ვტ/მ2. |
|||||||||||||
510×10-3 | |||||||||||||||
α1 λ α2 | |||||||||||||||
ამრიგად, კედლის მეშვეობით სითბოს დაკარგვა იქნება ტოლი:
Q \u003d q S \u003d 58,5 5 4 \u003d 1170 W.
კედლის ზედაპირების ტემპერატურის დასადგენად ვიყენებთ განტოლებებს (5.4). აქედან შემდეგია:
q=18- | × 58,5 \u003d 10,4 ° C |
|||||||||||
q = -30 - | × 58,5 \u003d - 27,1 ° C. |
|||||||||||
3. სითბოს მოხმარების განსაზღვრა q l მილის კედლის გავლით (d 1 / d 2 =
= 20/30 მმ) დამზადებულია სითბოს მდგრადი ფოლადისგან, თბოგამტარობით
რომელიც λ \u003d 17,4 W / (m K), და გარე და შიდა ზედაპირების ტემპერატურა T 1 \u003d 600 ° C, T 2 \u003d 450 ° C.
გადაწყვეტილება.
მილის კედელში სითბოს ნაკადის დასადგენად, ჩვენ ვიყენებთ განტოლებას (5.5) n = 1-ისთვის:
T1− T2 | 600 - 450 | 40750 ვტ/მ. |
|||||||||||
ჟურნალი (R 02 / R 01 ) | × 10-2 | ||||||||||||
× 3.14 | × 17.4 | × 10 | |||||||||||
4. გამოთვალეთ სითბოს დანაკარგი 1 მ უიზოლირებული მილიდან |
|||||||||||||
დიამეტრი d 1 / d 2 = 300/330 მმ, გაშლილი |
|||||||||||||
ჰაერი, თუ წყალი მიედინება მილის შიგნით საშუალო ტემპერატურით T cp1 \u003d 90 ° C. ატმოსფერული ჰაერის ტემპერატურა T cf2 \u003d - 15 ° C. მილის მასალის თბოგამტარობის კოეფიციენტი λ \u003d 50 W / (m K ), სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი წყლიდან მილის კედელამდე α 1 \u003d 1000 W/(m2 K) და მილიდან ატმოსფერულ ჰაერში α 2 = 12 W/m2 K. ასევე განსაზღვრეთ ტემპერატურა მილის შიდა და გარე ზედაპირებზე.
გადაწყვეტილება. | ||||||||||||||||||||||
სითბოს დაკარგვა 1.0 მ-დან | მილსადენი | იპოვეთ გამოყენებით |
||||||||||||||||||||
განტოლების (5.6) გამოყენებით n = 1-ისთვის: | ||||||||||||||||||||||
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 ვტ/მ.
× 652 | 89.8o C, |
|||||||||||||||||||
cf1 2π R 01 α 1 | 2π × 15 × 10- 2 × 103 | |||||||||||||||||||
და (5.5)-დან ვპოულობთ: | ||||||||||||||||||||
ln(რ | / R) = 89.8 - | |||||||||||||||||||
16,5×10-2 | × 652 \u003d 89,6o C. | |||||||||||||||||||
2π × 50 | 15×10-2 | |||||||||||||||||||
ᲓᲐᲕᲐᲚᲔᲑᲔᲑᲘ | ||||||||||||||||||||
განსაზღვრეთ თბოგამტარობის კოეფიციენტი | აგური |
|||||||||||||||||||
კედლის სისქე | δ = 390 მმ, თუ ტემპერატურა არის | შიდა |
||||||||||||||||||
კედლის ზედაპირი T 1 = 300 ° C და გარე T 2 = 60 ° C. |
||||||||||||||||||||
სითბოს დაკარგვა კედლის მეშვეობით | q = 178 ვტ/მ2. | |||||||||||||||||||
5.2. ქვაბის ღუმელის ბრტყელი ლითონის კედლის მეშვეობით
სისქით δ = 14 მმ, სითბოს სპეციფიკური ნაკადი q = 25000 ვტ/მ2 გადის გაზებიდან მდუღარე წყალში. ფოლადის თბოგამტარობის კოეფიციენტი λ = 50 W/(m K).
დაადგინეთ ტემპერატურის სხვაობა კედლის ზედაპირებზე.
5.3. განსაზღვრეთ სითბოს სპეციფიკური ნაკადი ბეტონის კედელში δ = 300 მმ სისქით, თუ ტემპერატურა კედლის შიდა და გარე ზედაპირებზე, შესაბამისად, არის T 1 = 15 ° C და
T 2 \u003d - 15 ° C.
ბეტონის თბოგამტარობის კოეფიციენტი λ = 1,0 W/(m K).
5.4. განსაზღვრეთ სითბოს დაკარგვა q ცეცხლოვანი ღუმელის სახურავიდან,
5.5. განსაზღვრეთ სითბოს მოხმარება Q [W] აგურის კედელში δ \u003d 250 მმ სისქით 3 × 5 მ2 ფართობზე, თუ ტემპერატურა
კედლის ზედაპირები | T1= | და T 2 | და კოეფიციენტი |
|||
აგურის თბოგამტარობა λ = 1,16 BT / (m K). | ||||||
5.6. გამოთვალეთ სითბოს ნაკადის სიმკვრივე q | ბინის გავლით |
|||||
ერთიანი ჩარხი, სისქე | გაცილებით ნაკლებად ფართო |
|||||
ჩვენ და სიმაღლეები, თუ | დასრულდა: | |||||
ა) ფოლადისგან λ st \u003d 40 W / (m K); დან | λ b = 1,1 ვ / (მ K); გ) დან |
|||||
დიატომიტის აგური λ k \u003d 0,11 W / (m K). ყველა შემთხვევაში, სისქე
შიდა ფენა დამზადებულია ცეცხლგამძლე აგურისგან δ 1 = 350 მმ სისქით, ხოლო გარე ფენა დამზადებულია წითელი აგურისგან δ 2 = 250 მმ სისქით.
დაადგინეთ ტემპერატურა T 1 კედლის შიდა ზედაპირზე და წითელი აგურის T 2 შიდა მხარეს, თუ გარედან კედლის ტემპერატურა T 3 \u003d 90 ° C, და სითბოს დაკარგვა კედლის ზედაპირის 1 მ2-ით. არის 1 კვტ. ცეცხლგამძლე და წითელი აგურის თბოგამტარობის კოეფიციენტები შესაბამისად უდრის:
მათ შორის აგური და დიატომიტის შევსება. დიატომიტის შიგთავსს აქვს სისქე δ 2 = 50 მმ და λ 2 = 0,14 W/(m·K), ხოლო წითელ აგურს აქვს δ 3 = 250 მმ და λ 3 = 0,7 W/(m·K).
რამდენჯერ არის საჭირო წითელი აგურის სისქის გაზრდა ისე, რომ ღუმელის მოპირკეთებას დიატომიტის ჩაყრის გარეშე ჰქონდეს ისეთივე შიდა თერმული წინააღმდეგობა, როგორც საყრდენი?
5.9. განსაზღვრეთ სითბოს ნაკადი q ქვაბის ფოლადის კედლის ზედაპირზე [δ 1 \u003d 20 მმ, λ 1 \u003d 58 W / (m K)], დაფარული მასშტაბის ფენით
[δ 2 \u003d 2 მმ, λ 2 \u003d 1,16 ვ / (მ K)]. კედლის ზედაპირის ყველაზე მაღალი ტემპერატურაა 250°C, ხოლო ყველაზე დაბალი შკალის ტემპერატურაა 100°C. ასევე განსაზღვრეთ ყველაზე მაღალი მასშტაბის ტემპერატურა.
5.10. გამოთვალეთ სითბოს ნაკადი ორთქლის ქვაბის სუფთა გამაცხელებელი ზედაპირის 1 მ2-ზე და ტემპერატურა კედლის ზედაპირებზე, თუ მოცემულია შემდეგი მნიშვნელობები: გამონაბოლქვი აირების ტემპერატურა T cp1 = = 1000 ° C, მდუღარე წყლის ტემპერატურა T cp2 = 200 ° C, სითბოს გადაცემის კოეფიციენტები გაზებიდან კედელამდე α 1 = 100 W / (m2 K) და კედლიდან მდუღარე წყალში α 2 = 5000 W / (m2 K). კედლის მასალის თბოგამტარობის კოეფიციენტიλ = 50 W/(m K) და კედლის სისქე δ = 12 მმ.
5.11. ამოიღეთ პრობლემა 10 იმ პირობით, რომ ექსპლუატაციის დროს ორთქლის ქვაბის გამაცხელებელი ზედაპირი გამონაბოლქვი აირების მხრიდან დაფარული იყოს ჭვარტლის ფენით δc = 1 მმ სისქით.
[ λ s = 0,08 W/(m K)], ხოლო წყლის მხრიდან - სასწორის ფენა δ n = 2 მმ სისქით [λ n = 0,8 W/(m K)]. გამოთვალეთ სითბოს ნაკადი 1 მ2-ზე
დაბინძურებული გათბობის ზედაპირი და ტემპერატურა შესაბამისი ფენების T p1, T p2, T p3 და T p4 ზედაპირებზე.
შეადარეთ გამოთვლის შედეგები მე-10 ამოცანის პასუხს და დაადგინეთ თერმული დატვირთვის q შემცირება (%).
5.12. განსაზღვრეთ სითბოს ნაკადის სიმკვრივე q [W / m2] აგურის კედლის მეშვეობით 510 მმ სისქით თბოგამტარობის კოეფიციენტით λ k \u003d 0.8 W / (m K), დაფარული გარედან თბოიზოლაციის ფენით.
სითბოს გადაცემა გარე ზედაპირიდან α 2 \u003d 20 W / (m2 K). ასევე გამოთვალეთ ტემპერატურა T p1, T p2 კედლის ზედაპირებზე და T p3 ფენის ზედაპირზე.
5.13. ორთქლის გამაცხელებელი კოჭები დამზადებულია სითბოს მდგრადი ფოლადის მილებით, დიამეტრით d 1 / d 2 = 32/42 მმ კოეფიციენტით.
გამოთვალეთ სითბოს სპეციფიკური ნაკადი კედელში მილის სიგრძის ერთეულზე q l.
5.14. რკინაბეტონის ბუხარი შიგნიდან დაფარულია ცეცხლგამძლე საფარის ფენით λ1 = 0,5 W/(m·K).
განსაზღვრეთ δ 1 საფარის სისქე და T 3 მილის გარე ზედაპირის ტემპერატურა, იმ პირობით, რომ სითბოს დაკარგვა არ აღემატება q l \u003d 2000 W / მ, ხოლო უგულებელყოფისა და ბეტონის უმაღლესი ტემპერატურა არ აღემატება T 1 = 421 ° C და T 2 = 200 ° C.
5.15. ფოლადის ორთქლის მილსადენი დაფარულია იმავე სისქის თბოიზოლაციის ორი ფენით [δ = 50 მმ, λ2 = 0,07 ვ/(მ K), λ3 = 0,14 ვტ/(მ კ)].
განსაზღვრეთ სითბოს დაკარგვა q l [W / m] და ტემპერატურა T 3 ამ ფენებს შორის ინტერფეისზე. გაიმეორეთ ეს გამოთვლები, იმ პირობით, რომ პირველი ფენის იზოლაცია დამონტაჟებულია მეორის ადგილზე.
ტემპერატურა T 4 გარედან | ზედაპირები ორივე შემთხვევაში ერთნაირია. |
||||||
კოვა და უდრის 50 °C-ს. | |||||||
განსაზღვრეთ ტემპერატურა სამი ფენის ფენების საზღვრებზე |
|||||||
მილის იზოლაცია. მილის შიდა დიამეტრი d = 245 მმ. | |||||||
საიზოლაციო ფენები და თბოგამტარობის კოეფიციენტები |
|||||||
მასალები | შესაბამისად | ტოლია: δ1 = 100 მმ, δ2 = 20 მმ, δ3 = 30 |
|||||
მმ, λ1 = | 0.03 W/(m K), | 0,06 ვტ/(მ K) | და λ3 = 0,12 W/(m K). |
||||
ტემპერატურა | შიდა | მილსადენის ზედაპირი 250°С, | |||||
იზოლაციის გარე ზედაპირი 65°C. | |||||||
განსაზღვრეთ | სითბოს ნაკადი | ზედაპირის გავლით | |||||
ორთქლის მილსადენი (d 1 / d 2 \u003d 140/150), იზოლირებული თერმული ორი ფენით
და იზოლაციის გარე ზედაპირზე T 4 \u003d 55 ° C. | ||||
როგორ შეიცვლება სითბოს დაკარგვა იზოლირებული კედლის მეშვეობით, | ||||
შევცვალოთ საიზოლაციო ფენები? | ||||
5.18. მილსადენის დიამეტრი d 1 / d 2 | 44/51 მმ, რომელზედაც |
|||
მიედინება ზეთი, დაფარული | სისქე δ2 = 80 | |||
მილსადენის მასალისა და ბეტონის თბოგამტარობის კოეფიციენტები
ზეთი კედელამდე α1 = 100 W/(m2 K) და ბეტონის ზედაპირიდან ჰაერამდე
α2 = 10 ვტ/(მ2 კ).
განსაზღვრეთ სითბოს დანაკარგი ბეტონით დაფარული მილსადენის 1 მ-დან. 5.19. ბრტყელი ალუმინის ფურცელი 0,8 მმ სისქის ფირფიტები-
კედლის წყლის შემცველობა λ = 203,5 W/(m K). განსაზღვრეთ კედელში გადაცემული სპეციფიკური სითბოს ნაკადი.
5.20. გამოთვალეთ სითბოს დანაკარგები მილსადენის 1.0 მ დიამეტრით d 1 / d 2 = 150/165 მმ, დაფარული იზოლაციის ფენით δ1 = 60 მმ სისქით, თუ მილსადენი ჰაერშია გაყვანილი T cp2 = - 15 ° C და მასში წყალი მიედინება საშუალო ტემპერატურით T cp1 = 90 ° C. მილის მასალისა და იზოლაციის თბოგამტარობის კოეფიციენტები არის შესაბამისად λ1 = 50 W/(m K), λ2 = 0.15 W/(m K). ), და სითბოს გადაცემის კოეფიციენტები საიზოლაციო ზედაპირიდან ატმოსფერულ ჰაერში არის α2 = 8 W/(m2 K), ხოლო წყლიდან მილის კედელამდე α1 = 1000 W/(m2 K). ასევე გამოთვალეთ
ტემპერატურა მილის გარე ზედაპირზე და იზოლაციის გარე ზედაპირზე.
5.21. განსაზღვრეთ აუდიტორიის გათბობის რადიატორების საჭირო სიმძლავრე, თუ მისი გარე კედლის ქვისაა (8× 4,5 მ, δ = 500 მმ) დამზადებულია წითელი აგურისგან (λ = 0,7 ვტ/მ K), ხოლო ზედაპირის ტემპერატურა T] = 12 ° C და T 2 = -15 ° C. (ფანჯრები პირობითად არ არსებობს). რა არის კედლის გაყინვის სიღრმე.
5.22. აუდიტორიის ფანჯარას აქვს ორმაგი ჩარჩოები 60 მმ მინას შორის. გამოთვალეთ სითბოს დაკარგვა ფანჯრის გახსნის გზით 5× 3 მ, თუ მინის სისქე δ = 4 მმ, და მათი ტემპერატურა შეესაბამება
შესაბამისი ზედაპირები T 1 \u003d 10 ° C და T 4 \u003d -18 ° C. λ st \u003d 0.74 და
λ ჰაერი = 0,0244 ვტ/მ კ.
5.23 გამოთვალეთ სითბოს ნაკადის წრფივი სიმკვრივე კოჭის კედელში სითბოს მდგრადი ფოლადის მილებიდან (d 1 / d 2 \u003d 40 / 47 მმ)
(λ \u003d 16,5 W / (m K)), თუ მისი შიდა და გარე ზედაპირების ტემპერატურაა, შესაბამისად, 400 ° C და 600 ° C. მილის რადიუსის რა მნიშვნელობაზეა კედელში ტემპერატურა 500 ° C-ის ტოლი.
5.24. ფოლადის ორთქლის მილსადენი (d 2 = 100 და δ = 5 მმ) გაყვანილია ღია ცის ქვეშ T cp2 = 20 ° С. = 0,11 W/m K).
გამოთვალეთ სითბოს დანაკარგი ორთქლის მილსადენის ხაზოვან მეტრზე და ტემპერატურა მის საზღვრებზე, თუ ორთქლის ტემპერატურაა T cp1 = 300°C და სითბოს გადაცემის კოეფიციენტები ორთქლიდან ორთქლის მილსადენის შიდა ზედაპირზე და გარე ზედაპირიდან. მეორე საიზოლაციო ფენის ჰაერის მიმართ არის 90 და 15 W/(m2, შესაბამისად) TO).
სსრკ ენერგეტიკისა და ელექტროფიკაციის სამინისტრო ენერგეტიკული სისტემების ექსპლუატაციის ტექნიკური დეპარტამენტი
საკავშირო სახელმწიფო ნდობა ორგანიზაციისა და
რაიონული ელექტროსადგურების და ქსელების რაციონალიზაცია
(ORGRES)
მეთოდოლოგიური ინსტრუქციები თერმული
ბილინგი და თერმული ტესტირება
ქვაბის იზოლაცია
ტექნიკური საინფორმაციო ბიურო
მოსკოვი 1967 წ
შედგენილია ORGRES ტექნიკური ინფორმაციის ბიუროს მიერ
რედაქტორი: ინგ. ს.ვ.ხიჟნიაკოვი
შესავალი
დადგენილია, რომ თანამედროვე ქვაბების საფარის ზედაპირიდან გარე გარემოში სითბოს დანაკარგები არ უნდა აღემატებოდეს 300 კკალ/მ-ს. 2 ∙ სთ, ხოლო მაქსიმალური ტემპერატურა აგურის გარე ზედაპირზე უნდა იყოს არაუმეტეს 55 °C ატმოსფერული ჰაერის ტემპერატურაზე დაახლოებით 30 °C საშუალოდ ქვაბის სიმაღლეზე [L. , , ].
ამავდროულად, ქვაბის დანადგარის მიერ გარემოსთვის მაქსიმალური დასაშვები სითბოს დაკარგვაქ 5 განისაზღვრება „ქვაბის აგრეგატების თერმული გამოთვლებით“ [ლ. ], ადგენს ურთიერთკავშირს სითბოს დაკარგვასა და ქვაბების ორთქლის გამომუშავებას შორის. თერმული გაანგარიშების მიხედვით თანამედროვე ქვაბებისთვის ორთქლის სიმძლავრით D = 220 ÷ 640 ტ/სთქ 5 არის საწვავის მოხმარების 0,5 - 0,4%. ეს მნიშვნელობა, რომელიც შედარებით მცირეა ქვაბის საერთო სითბოს ბალანსში, იძენს სრულიად განსხვავებულ მასშტაბს აბსოლუტურ მნიშვნელობებზე გადაყვანისას, რაც შეადგენს დაახლოებით10000 კკალ/სთ დადგმული სიმძლავრის 1 მეგავატზე და სითბოს დანაკარგებიქ 5 აღემატება სითბოს დანაკარგების 50%-ს ბლოკის ელექტროსადგურების თბოიზოლაციით.
ზოგიერთ შემთხვევაში, საპროექტო გადაწყვეტილებებიდან გადახრების გამო, უხარისხო ინსტალაცია, არაეფექტური მასალების გამოყენება და წარუმატებელი საპროექტო გადაწყვეტილებები, აგურის აგურის ნაწილობრივი განადგურება და ქვაბის თბოიზოლაცია ტექნოლოგიური აღჭურვილობის შეკეთების დროს, აგრეთვე, შედეგად დაბერება ხანგრძლივი მუშაობის დროს, ღირებულების გადაჭარბებაქ 5 სტანდარტულ მნიშვნელობებზე მაღლა. ქვაბიდან გარემოში სითბოს დანაკარგების საკმარისად დიდი მნიშვნელობითქ 5 (კკა ლ/სთ) მნიშვნელობას ოდნავ აღემატება კიდეცქ 5 (%) დაკავშირებულია ძალიან მნიშვნელოვან სითბოს დანაკარგებთან. ასე, მაგალითად, ზრდაქ 5 თანამედროვე ქვაბებისთვის 0,1%-ით უდრის დაახლოებით 2,0 ტონა სტანდარტული საწვავის წვას წელიწადში 1 მგვტ დადგმულ სიმძლავრეზე. გარდა ამისა, ზრდაქ 5 მნიშვნელოვნად აუარესებს ქვაბის ოთახის სანიტარიულ და ტექნიკურ მდგომარეობას.
ბუნებრივია, ფაქტობრივი მნიშვნელობის საკმარისად ზუსტი ექსპერიმენტული განსაზღვრაქ 5 (ქვაბების ტესტირებისას მიღებული განმარტებისგან განსხვავებითქ 5 როგორც თერმული ბალანსის ნარჩენი წევრი) და მისი შესაბამისობაში მოყვანა არსებულ სტანდარტებთან უნდა განხორციელდეს ისევე, როგორც ეს ჩვეულებრივია ორთქლის მილსადენებისა და ელექტროსადგურების აღჭურვილობის დანარჩენი თბოიზოლაციისთვის [ლ. ].
1. ზოგადი დებულებები
ქვაბის აგრეგატის მთლიანი სითბოს დანაკარგების შეფასებისას, ყველაზე რთული თბოდამცავი სტრუქტურებიდან შესამოწმებლად არის მისი გარსი [L. , , ].
თანამედროვე ქვაბების უგულებელყოფა იყოფა ორ ძირითად ტიპად:
1. მილების გარსაცმები (ჩაყრილი და ასაწყობი ფილებისგან) დამონტაჟებული პირდაპირ ეკრანის მილებზე.
2. ჩარჩოზე დამონტაჟებული ფარის აგურის ნაკეთობა.
ძველი აგურის უგულებელყოფა მხარს უჭერსვარ საძირკველზე, ამჟამად დარჩა პატარა ან მოძველებულ ქვაბებზე.
თანამედროვე აგურის ნაგებობების დიზაინი ითვალისწინებს ლითონის შესაკრავების არსებობას, რომლებიც მდებარეობს აგურის სისქეში და ნაწილობრივ ვრცელდება მის გარე ზედაპირზე (ქინძისთავები, ფრჩხილები და ა.შ.). აგურის ნაგებობების ეს ლითონის ნაწილები არის თერმული ხიდები, რომელთა მეშვეობითაც სითბო მიედინება ზედაპირის ცალკეულ უბნებზე. ზოგიერთ სტრუქტურაში, სითბოს გადაცემა არის მთლიანი სითბოს ნაკადის 30 - 40% უგულებელყოფის ცალკეულ მონაკვეთებზე. ეს გარემოება ითვალისწინებს ასეთი აგურის სამუშაოების ზედაპირებზე საზომი წერტილების სათანადო განლაგების აუცილებლობას, რაც უზრუნველყოფს სითბოს გადაცემის საშუალო პირობების მიღებას.
სითბოს გადაცემის პირობების მიხედვით, უგულებელყოფა ლითონის გარსის გარეშე და ლითონის გარსით მნიშვნელოვნად განსხვავდება. ამ უკანასკნელის სპეციფიკური მახასიათებელია სითბოს გავრცელება კანის სიბრტყის გასწვრივ, რაც ატოლებს ტემპერატურას მის მნიშვნელოვან უბნებზე. სითბოს გადაცემის სხვადასხვა გარე პირობებში (ჰაერის ნაკადები, გასხივოსნებული სითბოს ლოკალური კონტრ ნაკადი), ტემპერატურის ასეთი გათანაბრება იწვევს კანის მიმდებარე მონაკვეთებში სპეციფიკური სითბოს დანაკარგების მნიშვნელობების მკვეთრ რყევას. გარსით აგურის აგების კიდევ ერთი მახასიათებელია კონვექციური სითბოს გადინების შესაძლებლობა გარსსა და აგურის ნაკეთობას შორის უფსკრული სიმაღლის გასწვრივ.
ეს გარემოებები საჭიროებს კანის გასწვრივ სითბოს დანაკარგების გაზომვას საკმაოდ დიდ რაოდენობაზე, განსაკუთრებით სიმაღლეზე, მიუხედავად ტემპერატურის ველის აშკარა ერთგვაროვნებისა.
უგულებელყოფის ჩარჩოსა და ქვაბის სხივებიდან სითბოს დანაკარგების გათვალისწინების სირთულე წყდება ამ სახელმძღვანელოში რამდენიმე საშუალო გაზომვის პირობების დანერგვით. ეს გადაწყვეტილება გამართლებულია ამ სითბოს გამომშვები ზედაპირების მონაწილეობის შედარებით მცირე წილით ქვაბის სითბოს დანაკარგების საერთო რაოდენობაში.ერთეული გარემოსთვის.
მილსადენებისა და საქვაბე არხების იზოლაციის თერმული ტესტების თავისებურება, რომლებიც იმყოფებიან მათსა და აგურის ნაგებობას შორის ინტენსიური სითბოს გაცვლის სფეროში, არის მათი ნამდვილად გამომშვები, ვიდრე შთანთქმის, სითბოს ზედაპირის გულდასმით განსაზღვრის აუცილებლობა, ე.ი. ზედაპირი არ არის "დახურული" ახლომდებარე ობიექტებიდან მომავალი სითბოს უფრო ინტენსიური ნაკადით.
სითბოს ნაკადის ჭეშმარიტი მიმართულება დგინდება ამ შემთხვევაში სპეციფიკური სითბოს ნაკადის საკონტროლო გაზომვებით სხვადასხვა ზედაპირიდან, რომლებიც სითბოს ასხივებენ ერთმანეთს.
შემუშავებული გაიდლაინები განსაზღვრავს როგორც სითბოს სპეციფიკური ნაკადების გაზომვის მეთოდს, ასევე ქვაბის აგრეგატის ყველა სითბოს გამომშვები ზედაპირის კლასიფიკაციას სითბოს გადაცემის პირობების მიხედვით.
გაზომილი სპეციფიკური სითბოს ნაკადები, საშუალოდ ცალკეული მონაკვეთებისთვის, ეხება ამ მონაკვეთების სითბოს გამომშვები ზედაპირების უბნებს, რომლებიც განისაზღვრება პირდაპირი გაზომვით.
ასეთი სქემა შესაძლებელს ხდის ქვაბის უგულებელყოფისა და თბოიზოლაციის ცალკეული ელემენტების სითბოს დანაკარგების შეფასებას, გამოავლენს თითოეული ელემენტის წილს მთლიან სითბოს დანაკარგში და ასევე ახასიათებს უგულებელყოფისა და თბოიზოლაციის ხარისხს.
ქვაბის საფარის თერმული ტესტირების ტექნიკური მიზანშეწონილობა განისაზღვრა ფუნდამენტურად ახალი მოწყობილობის გამოყენებით - სამოდელო სითბოს მრიცხველი ORGRES ITP-2. ქვაბის აგრეგატის მუშაობის რთულ თერმულ პირობებში, ITP-2 მოწყობილობის მუშაობის პრინციპი და დიზაინი საშუალებას იძლევა, საკმარისი სიზუსტით და დროის მცირე დახარჯვით ერთი გაზომვისთვის, პირდაპირ განსაზღვროს სითბოს სპეციფიკური ნაკადები.სითბოს გადაცემის ზედაპირები (სითბოს ნაკადის სიმკვრივე) მიუხედავად მათი ფორმის, ზომის, ზედაპირის მდგომარეობის (იზოლაცია, ლითონი) და სითბოს გადაცემის პირობებისა.
მოწყობილობის მცირე ინერცია, მისი სენსორების მცირე ზომა და მათი სრული ურთიერთშემცვლელობა იძლევა სითბოს ნაკადების მასის გაზომვას ქვაბის განყოფილების ყველა სითბოს გამომშვები ზედაპირიდან სენსორების დიდი რაოდენობის ერთდროული გამოყენებით.
უნდა აღინიშნოს, რომ სითბოს დაკარგვის განსაზღვრის სხვა ზოგადად მიღებული მეთოდების გამოყენება (1 - ზედაპირისა და გარემოს გაზომილი ტემპერატურის სხვაობით; 2 - სითბოს დამცავი ფენის თერმული წინააღმდეგობის მიხედვით, რომელიც განისაზღვრება ტემპერატურით განსხვავება მასში; 3 - პირდაპირი გაზომვით სითბოს ნაკადის მრიცხველების გამოყენებით, როგორიცაა შმიდტის სითბოს მრიცხველი ) ქვაბის განყოფილების პირობებში არ არის რეკომენდებული, რადგან ეს ხშირად იწვევს დამახინჯებულ შედეგებს [L. , ].
ამ შეზღუდვის მიზეზი დაკავშირებულია ქვაბზე სითბოს გადაცემის პირობების სპეციფიკასთან, რაც პრაქტიკულად გამორიცხავს ატმოსფერული ჰაერის ტემპერატურისა და სითბოს გადაცემის კოეფიციენტის სწორად განსაზღვრის შესაძლებლობას. ა, ასევე აგურის აგებაში ჩამონტაჟებული ლითონის ნაწილების და ლითონის ზედაპირების არსებობა. ქვაბში სპეციფიკური სითბოს ნაკადების გაზომვის პირობებიერთეული - ქულების დიდი რაოდენობა თითოეულ შედარებით მცირე ცალკეულ განყოფილებაში - საჭიროებს დამატებით მოწყობილობას ITP-2 სითბოს მრიცხველისთვის. ეს მოწყობილობები (აპლიკაცია) სითბოს მრიცხველის ფუნდამენტური ბუნების შეცვლის გარეშე, ხელს უწყობს გაზომვის ტექნიკას და მნიშვნელოვნად ამცირებს სამუშაოს სირთულეს.
ქვაბის საფარისა და თბოიზოლაციის ზედაპირის ტემპერატურა (PTE Rules) თერმული ტესტების დროს იზომება ერთდროულად სითბოს ნაკადების გაზომვით ORGRES T-4 ტემპერატურის ზონდით (დანართი).
2. ბილინგის თერმული ტესტირება
ა მოსამზადებელი სამუშაოები
1. გამოცდის დაწყებამდე ხდება ქვაბის დიაგრამის დეტალური გაცნობა და მისი მოპირკეთების და თბოიზოლაციის დიზაინი. ამავდროულად, დაზუსტებულია აგურის და თბოიზოლაციის დიზაინი და მასალები, ისევე როგორც ყველა გადახრები პროექტისგან..
2. დგება აგურის აგების დამახასიათებელი უბნების ესკიზები და ძირითადი თბოსაიზოლაციო კონსტრუქციების (მილები, მილსადენები და სხვა) ინვენტარი.
3. ტარდება აგურის ნაკეთობის გარე დათვალიერება, რომლის დროსაც ირკვევა პროექტიდან გადახრები და ფიქსირდება გარე დეფექტები: იზოლაციის ნაკლებობა, ბზარები, დასრულების დეფექტები და ა.შ.
ბ. სითბოს გამომშვები ზედაპირების ფართობების გაზომვა
4. სითბოს გამომცემი ზედაპირების ფართობის განსაზღვრა ხდება პირდაპირი გაზომვით.საქვაბეზე.ერთეულები სიმეტრიული განლაგებით, გაზომვა ხორციელდება წვის კამერის ერთ ნახევარზე და კონვექციურ ლილვზე.
5. ფართობის გაზომვისას მხედველობაში მიიღება მხოლოდ ის ზედაპირი, რომელიც სითბოს გამოსცემს გარემოს. სხვის მიერ აგურის ნაკეთობის დახურვის შემთხვევაში სითბოს ვაძლევამ ელემენტების პროექცია უგულებელყოფაზე აკლდება მის ფართობს დახურვის ელემენტებით, ხოლო თავად დახურვის ელემენტების სითბოს გამათავისუფლებელი ზედაპირი გამოითვლება მათი ამობურცული ნაწილით.
6. სხვადასხვა პროფილებისა და სხვადასხვა მდებარეობის სხივებისთვის შეიძლება მიღებულ იქნეს პირობითი სქემა სითბოს გამომშვები ზედაპირების არეალის და ზედაპირების დაფარვისათვის, რომელზედაც ისინი განლაგებულია. ამ შემთხვევაში, სითბოს ნაკადის სიმკვრივის გაზომვა ხორციელდება მხოლოდშუბლის მხარე (სქემაზე „ბ“ მხარე), ხოლო ფართობი განისაზღვრება დიაგრამის მიხედვით (ნახ.).
7. ფართობის დადგენისას ვაძლევ სითბოსზედაპირები, რომლებზეც ძნელად მისადგომია მილსადენებისა და საჰაერო მილების გასაზომად, მათი სიგრძე შეიძლება იქნას მიღებული ნახაზებსა და დიაგრამებში მითითებული ზომების მიხედვით, შერჩევითი გაზომვით იზოლაციის პერიმეტრის მითითებით.
გრძელი საჰაერო მილებისთვის რეკომენდებულია ესკიზების გაკეთება, რომლებზეც აღინიშნება საზომი წერტილები.
B. ტესტირება
8. აგურის აგების თერმული გამოცდები ტარდება ქვაბის შესაძლო მუდმივი მუშაობით. მაშასადამე, ტესტირების პერიოდში ქვაბის გაჩერების შემთხვევაში, ეს უკანასკნელი შეიძლება გაგრძელდეს მისი ამოქმედების შემდეგ მხოლოდ მაშინ, როდესაც აღდგება ქვაბის გარე ზედაპირებიდან გარემოში სითბოს გადაცემის სტაციონარული რეჟიმი.
დაახლოებით, ამას სჭირდება დაახლოებით 36 საათი ქვაბის შეწყვეტიდან10 - 12 საათის განმავლობაში და დაახლოებით 12 საათის შემდეგ ქვაბის გამორთვიდან 4 - 6 საათის განმავლობაში.
ბრინჯი. 1. სხვადასხვა პროფილის სხივების პირობითი უბნების განსაზღვრის სქემა:
მე , II - ჰორიზონტალური და ვერტიკალური სხივები
მოედანზე იმ ნებადართული ზედაპირი (მ 2) განისაზღვრება: ჰორიზონტალური სხივებისთვის 1, 2, 3, 4 - (a + b), 5- ა; ვერტიკალური სხივებისთვის 1, 2 - (a + b). 3, 4 - (2a + b). დახურვის ზედაპირის ფართობი (მ 2) ყველა სხივისთვის ყველა შემთხვევაში - ბ
9. ტესტირების პერიოდში, ოპერატიული მონაცემების მიხედვით, ორთქლის საშუალო მნიშვნელობებიშესრულება და საწვავის მოხმარება, ასევე ამ მნიშვნელობების მაქსიმალური გადახრები საშუალოდან (დროის შტამპით).
ასევე ფიქსირდება საწვავის ბრენდი და კალორიული შემცველობა.
10. სითბოს გამომწვევი ზედაპირებიდან სპეციფიკური სითბოს დანაკარგების (სითბოს ნაკადის სიმკვრივე) გაზომვა ტარდება ქვაბის თითოეულ მხარეს თითოეულ ნიშანში (ადგილზე) ცალკეულ მონაკვეთებში გაზომვის სიხშირით (პუნქტი და ცხრილი):
ცხრილი 1
რუკის ნომერი ______ გაზომვის ადგილის დასახელება
(მაგალითად: წვის კამერის წინა __ 16.34 ÷ 19.7)
|
ა) აგურის აგება; ბ) აგურის კარკასის სხივები; გ) ქვაბის ჩარჩოს სხივები; დ) წვის კამერისა და ცივი ძაბრის მიდამოებში; ე) მილსადენები კონვექციურ ნაწილში; ვ) ბარაბანი და მილსადენები წვის კამერაში; ზ) მთავარი ორთქლის მილსადენი პირველ GPP-მდე; თ) საჰაერო მილები; ი) საიტები; კ) სხვა (ლუქები, საფეთქლები, ხვრელები და ა.შ.) ა) 6 სმ 2 აგურის ნაგებობის ზონა, ქვედა მილები და მთავარი ორთქლის მილსადენი; ბ) მილსადენების, საჰაერო სადინარების, ქვაბის ბარაბანი და პლატფორმების ფართობი 15 მ 2; გ) უგულებელყოფისა და ქვაბის ჩარჩოების სხივების ფართობის 10 მ 2. იმის გათვალისწინებით, რომ სითბოს დანაკარგები უგულებელყოფის ჩარჩოების სხივებიდან და ქვაბიდან სითბოს დანაკარგების საერთო ბალანსში მცირეა, სპეციფიკურ პირობებთან მიმართებაში, ცალკეულ უხერხულ და შორს განლაგებულ სხივებზე გაზომვები შეიძლება უგულებელყოფილი იყოს. 13. სითბოს სპეციფიკური დანაკარგების (სითბოს ნაკადის სიმკვრივის) გაზომვა ხდება ORGRES ITP-2 სითბური მრიცხველით (იხ. დანართი). ბრტყელი სითბოს მრიცხველის სენსორები დამონტაჟებულია სპეციალურ ტელესკოპურ სახელურებზე, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ დააყენოთ სენსორები სხვადასხვა სიმაღლეზე. საძიებო სენსორები, რომლებიც გამოიყენება მილსადენებიდან სითბოს ნაკადების სიმკვრივის გასაზომად, დამონტაჟებულია პირდაპირ ამ უკანასკნელზე. თითოეულ საზომ მოწყობილობაზე დამონტაჟებულია მინიმუმ 10 სენსორი. სენსორების საზომ მოწყობილობასთან დასაკავშირებლად გამოიყენება გაფართოების სადენები, რომლებიც საშუალებას აძლევს ერთ საზომ მოწყობილობას მოემსახუროს სენსორებს, რომლებიც მდებარეობს დაახლოებით 10 მ რადიუსში, უზრუნველყოფილია საზომი ნაკადი. 14. სითბოს ნაკადების სიმკვრივის გაზომვის პროცედურა იტპ-2 სითბური მრიცხველით მოცემულია დანართში. 15. ზედაპირის ტემპერატურის გაზომვები ტემპერატურის ზონდით T-4 (დანართი) კეთდება იმავე ადგილებში, სადაც თერმული მიზეზების გაზომვები, - ტემპერატურის ერთი ცვლილების საფუძველზე 5-ზე -10 სითბოს ნაკადის გაზომვა. გარემოს ტემპერატურა ასევე იზომება ტემპერატურის სენსორით.pom T-4 ქვაბის თითოეული ნიშნის ფარგლებში სითბოს გამომშვები ზედაპირიდან 1 მ მანძილზე. 16. 100 - 120°C-ზე მეტი ტემპერატურის მქონე სითბოს გამომშვები არაიზოლირებული ზედაპირების არსებობისას სითბოს ნაკადი გამოითვლება პირობითად ზედაპირის და გარემო ჰაერის ტემპერატურიდან მოძრაობის გამოყენებით (დანართი).). დიაგრამაში, წერტილოვანი მრუდი 1 მ 2-დან სითბოს დაკარგვის დასადგენად ეხება ბრტყელ ზედაპირს, მაგრამ ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მილსადენებზე დიამეტრით 318 მმ და ზემოთ. სითბოს დაკარგვის დასადგენად 1 გვო 318 მმ-ზე მეტი დიამეტრის მილსადენის გ მ, წერტილოვანი მრუდიდან აღმოჩენილი სითბოს დაკარგვის მნიშვნელობა უნდა გამრავლდეს π-ზე. დ ნ. ზედაპირის ტემპერატურა განისაზღვრება პირდაპირი გაზომვით ან ვარაუდობენ, რომ გამაგრილებლის ტემპერატურის ტოლია. 3. თერმული ტესტების შედეგების ჩაწერა17. თითოეული ცალკეული განყოფილებისთვის დგება პირველადი გაზომვის დოკუმენტი - რუკა ცხრილში მითითებული ფორმით. . რუკა მოიცავს: ა) ამ განყოფილების ცალკეული სითბოგამშვები ელემენტების დასახელება; ბ) ფართობი (მ 2 ) ამ მონაკვეთის თითოეული ელემენტის სითბოს გამშვები ზედაპირი; გ) სითბოს ნაკადის სიმკვრივის საშუალო მნიშვნელობა (q,კკალ / მ 2 ∙ თ) თითოეული ელემენტისთვის, გამოითვლება, როგორც ამ ელემენტის ყველა გაზომვის საშუალო არითმეტიკული საიტის ფარგლებში; დ) მთლიანი სითბოს ნაკადი ( ქ, კკალ /თ) თითოეული თბოგამთავისუფლებელი ელემენტიდან, განსაზღვრული როგორც სითბოს გამომშვები ელემენტის ფართობის ნამრავლისმ 2 საშუალო სითბოს ნაკადის სიმკვრივეზექკკალ / მ 2 ∙ სთ ( Q = S ∙ qკკალ/სთ); ე) ზედაპირის საშუალო ტემპერატურაt nთითოეული ელემენტის °C,გამოითვლება როგორც საშუალო არითმეტიკული მნიშვნელობა ყველა გაზომვისთვის მოცემულ ელემენტზე საიტზე; ვ) გარემოს ტემპერატურაქილა° C, გაზომილი ამ არეში; ზ) სითბოს ნაკადის სიმკვრივის გაზომვების რაოდენობა, რომელიც განხორციელდა თითოეული ელემენტისთვის. მთლიანი მნიშვნელობები გამოითვლებასმ 2, ქკკალ/სთ და გაზომვების რაოდენობა. რუკაზე მითითებულია გაზომვის ადგილის სერიული ნომერი, ნიშანი და დასახელება. დაკვირვების ჟურნალზე, რომლის მიხედვითაც შედგენილია რუკა, კეთდება ნიშანი: „რუკაზე№ ...» ცხრილი 2 ქვაბის საფარის თერმული ტესტების შედეგები (მაგალითად: წვის კამერა)
ცხრილი 4 ქვაბის აგრეგატის გაფართოებულ ელემენტებზე უგულებელყოფის თერმული ტესტების შედეგები (რეზიუმე)
4. ტესტის შედეგების დამუშავებაა) ქვაბის მოკლე აღწერა; ბ) ძირითადი ინფორმაცია აგურის და თბოიზოლაციის პროექტის შესახებ, მათ შორის, ამ დიზაინისთვის დამახასიათებელი აგურის დეტალების ესკიზები, ინფორმაცია ძირითადი თბოსაიზოლაციო კონსტრუქციების შესახებ და მონაცემები აგურის აგებისა და ქვაბის აგრეგატის თბოიზოლაციის მდგომარეობის შემოწმების შესახებ; გ) ტესტის შედეგების შემაჯამებელი ცხრილები ცხრილის სახით. , და . ბრინჯი. 2. სითბოს მრიცხველის სენსორის წრე ITP-2 სითბოს მრიცხველი შედგება სენსორისა და მეორადი მოწყობილობისგან. სენსორები ურთიერთშემცვლელნი არიან, რადგან მეორადი მოწყობილობის მასშტაბი ფასდება სენსორების ელექტრული წინააღმდეგობისა და მათი გეომეტრიული ზომების მიხედვით. სენსორის წრე სითბოს მრიცხველის სენსორი (ნახ. ) შედგება მაღალი თბოგამტარი (ალუმინის) კორპუსისგან 4, რომელშიც მანგანინის მავთულისგან დამზადებული გამათბობელი 3 და მორთვადი ბატარეა მოთავსებულია თბოიზოლაციის შუასად 5-ზე.თერმოწყვილები, რომელთა შეერთებები 2 და 6 განლაგებულია თბოსაიზოლაციო შუასადებების ორივე მხარეს. გამათბობელი 3 და დიფერენციალური თერმოწყვილი 2 შეერთებები დაფარულია თბოგამტარი სპილენძის ფირფიტით 1, რომელიც წარმოადგენს სითბოს მრიცხველის ფაქტობრივ გაცხელებულ ელემენტს. b დიფერენციალური თერმოწყვილის შეერთებები განლაგებულია სენსორის კორპუსის თბოიზოლაციის შუასადებების ქვეშ. ამრიგად, დიფერენციალური თერმოწყვილების ბატარეა მიუთითებს ტემპერატურის სხვაობის არსებობაზე ან არარსებობაზე სენსორის კორპუსსა და გაცხელებულ ელემენტს შორის. სითბოს მრიცხველის ნაკრები მოიცავს ორ სენსორს (ნახ.): ა) სენსორი დისკის სახით დაკეცილი კიდეებით 1 გამოიყენება ბრტყელი ზედაპირიდან სითბოს ნაკადების სიმკვრივის გასაზომად. იგი დაკავშირებულია ზამბარის მოწყობილობის გამოყენებით ("viლუკი“), ჩასმულია სპეციალურ ღარებში, დამჭერის სახელურით და მეორადი მოწყობილობით მავთულის შესაერთებლის მეშვეობით; ბ) სენსორი დისკის სახით, გარკვეული გამრუდების რადიუსით ქვედა სიბრტყე 2-ზე, ჩასმული რეზინის ფირფიტაში, გამოიყენება ცილინდრული ზედაპირებიდან სითბოს ნაკადების სიმკვრივის გასაზომად. რეზინის ფირფიტას კიდეებზე აქვს სამაგრები სენსორის შესამოწმებელ ობიექტზე დასამაგრებლად. სენსორი მავთულით უკავშირდება მეორად მოწყობილობას დანამატის კონექტორის საშუალებით. მეორადი მოწყობილობის სქემა მეორადი მოწყობილობის სქემა ნაჩვენებია ნახ. . სენსორის გამაცხელებელი 1-ის კვებისათვის, დამონტაჟებულია პირდაპირი დენის წყარო 2 - სატურნის ტიპის სამი ბატარეა. გამათბობელში გამავალი დენის სიძლიერის გასაზომად ამ უკანასკნელის წრეში ჩართულია მილიამმეტრი 3, დენის სიძლიერის დასარეგულირებლად ჩართულია 4 რეოსტატები. დიფერენციალური თერმოწყვილების ბატარეა უკავშირდება პირდაპირ ნულს.ლიონომეტრი 5. სენსორი დაკავშირებულია მეორად მოწყობილობასთან შესაერთებელი 10-ით. შერჩეული საზომი ლიმიტების საფუძველზე 0 - 100 და 0 - 500 კკალ/მ 2 ∙ სთ, გამაცხელებელი ელემენტის ფართობია 6 სმ 2 და გამათბობლის წინააღმდეგობა 25 Ohm, მილიამმეტრის გაზომვის საზღვრები შესაბამისად არის 52.9 და 118.2 mA. ამ ლიმიტების უზრუნველსაყოფად შეირჩა დამატებითი წინააღმდეგობები 6 და შუნტის წინააღმდეგობა 7, მილიამმეტრის მახასიათებლების გათვალისწინებით. ბრინჯი. 4. მეორადი მოწყობილობის სქემა ნულგას ჩარჩოს ენერგიითა და დამოკლებისთვისგადამრთველი 8 დამონტაჟებულია ლიონომეტრზე და გადამრთველი 9 გამოიყენება გაზომვის ლიმიტების შესაცვლელად. სითბოს ნაკადის სიმკვრივის გაზომვა სითბოს ნაკადის სიმკვრივის გასაზომად, სითბოს მრიცხველის სენსორი უკავშირდება მეორად მოწყობილობას დანამატის კონექტორის გამოყენებით. როდესაც გადამრთველი 8 არის „გამორთული“ მდგომარეობაში, მოწმდება გალვანომეტრის ნულოვანი მაჩვენებლის პოზიცია და, საჭიროების შემთხვევაში, კორექტორის მიერ დაყენებულია „0“-ზე. გადამრთველი 9 დაყენებულია გაზომვის ლიმიტზე, რომელიც შეესაბამება მოსალოდნელ სითბოს ნაკადს. ბრტყელ ზედაპირებზე ან ზედაპირებზე დიდი (2 მ-ზე მეტი) გამრუდების რადიუსით, გაზომვა ხდება ბრტყელი სენსორით. ამისათვის სენსორი დამჭერის დახმარებით ქვედა ბრტყელი ნაწილის მიერ დაჭერილია გაზომილ ზედაპირზე და გადამრთველი 8 დაყენებულია "ჩართულ" პოზიციაზე. მრუდის მცირე რადიუსის მქონე ზედაპირებზე (მილსადენი), გაზომვა ხდება რეზინის ფირფიტის მქონე სენსორის მიერ. ამისათვის სენსორი ზედ ადევს გაზომილ ზედაპირზე ისე, რომ სენსორის ქვედა ნაწილის გამრუდება ემთხვევა გაზომილი ზედაპირის გამრუდებას, ხოლო რეზინის ფირფიტა მჭიდროდ არის მიმაგრებული (მიმაგრებული) გაზომილ ობიექტზე ყურების გამოყენებით. აქვს. სენსორის შემოწმებულ გაცხელებულ ზედაპირზე გამოყენებისას, მაღალი თბოგამტარი სენსორის კორპუსი იღებს მის ტემპერატურას; სენსორის კორპუსსა და გაცხელებულ ელემენტს შორის ტემპერატურის სხვაობის გამო, emf გამოჩნდება დიფერენციალური თერმოწყვილების ბატარეის გამოსავალზე.. და ნულოვანი გალვანომეტრის მაჩვენებელი გადახრის "0" პოზიციიდან. თანდათანობით, რეოსტატები "უხეშად" და "წვრილად" ზრდის სენსორის გამათბობელ დენის ძალას. გამათბობელის ტემპერატურის მატებასთან ერთად და, შესაბამისად, დიფერენციალური თერმოწყვილების ბატარეის შეერთებით, რომელიც მდებარეობს გაცხელებული ელემენტის ქვეშ, ნულოვანი გალვანომეტრის ნემსი იწყებს მიახლოებას მნიშვნელობას "0". როცა გვროდესაც ისარი გადის "0"-ზე, გამათბობელში დენი მცირდება რიოსტატების დახმარებით, სანამ ნულოვანი გალვანომეტრის ნემსი არ მიიღებს სტაბილურ ნულოვან პოზიციას. ნულოვანი გალვანომეტრის ნემსის სტაბილური პოზიცია უფრო ადვილად მიიღწევა, როდესაც ის ნელა მიიყვანება "0"-მდე. ამისათვის გამოიყენება შემდეგი ტექნიკა: როდესაც სენსორი გამოიყენება ცხელ ზედაპირზე, გამათბობელზე მიმდინარე მიწოდების ჩართვამდე, ნულოვანი გალვანომეტრის ნემსი გადახრის მარცხენა პოზიციაზე. განზრახ გადაჭარბებული დენი მიეცემა გამათბობელს (მილიამმეტრის ნემსის უკიდურესი მარჯვენა პოზიცია), ხოლო ნულოვანი გალვანომეტრის ნემსი იწყებს სწრაფად მიახლოებას "0". მიმდინარე სიძლიერის შესამცირებლად უნდა დაიწყოს მანამ, სანამ მაჩვენებელი არ გაივლის "0" - 2 - 3 განყოფილებისთვის. პრაქტიკაში, ისრის დაყენების ციკლი "0"-ზე (მეტი ↔ ნაკლები) მეორდება რამდენჯერმე კორექტირების დიაპაზონის თანდათანობითი შემცირებით. ნულოვანი გალვანომეტრის მაჩვენებლის სტაბილური (მინიმუმ 1 წთ) ნულოვანი პოზიციით, სითბოს ნაკადის სიმკვრივის მნიშვნელობა იკითხება მილიამმეტრის გამოყენებით. სენსორის გაცხელებული ელემენტიდან და შესამოწმებელი ზედაპირიდან სითბოს ნაკადების სიმკვრივის თანასწორობა უზრუნველყოფილია იმით, რომ სენსორის სხეულის მაღალი თბოგამტარობით, მის შიგნით ტემპერატურის ველი გათანაბრდება და დაბალანსების მომენტში. სხეულის ტემპერატურა (ტოლია შესამოწმებელი ზედაპირის ტემპერატურაზე) და გაცხელებული ელემენტის ტემპერატურა, სენსორის საიზოლაციო შუასადებები გარშემორტყმული იქნება იზოთერმული ზედაპირით ისე, როგორც მთელი სენსორი. ერთი გაზომვისთვის საჭირო დრო, რომელიც განისაზღვრება სენსორის სხეულის ინერციით და სითბოს გადაცემის გარე პირობების სტაბილურობით, ბრტყელი სენსორის გამოყენებისას არის 3 - 8 წუთი, რეზინის ფირფიტით სენსორის გამოყენებისას შედარებით დაბალი რეზინის თბოგამტარობა - 20 - 30 წუთი. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, ფაქტობრივი გაზომვა უნდა დაიწყოს საზომ ობიექტზე სენსორის დამონტაჟებიდან 15–20 წუთის შემდეგ. საზომი წრედის მაღალი მგრძნობელობა შესაძლებელს ხდის ნულოვანი გალვანომეტრის ნულოვან პოზიციაზე ავიღოთ ნემსის რყევები 1 - 2 განყოფილებაში ნულის ირგვლივ. სითბოს მრიცხველით მოწოდებული მოხატული სენსორები შესაფერისია სითბოს ნაკადის სიმკვრივის გასაზომად როგორც საიზოლაციო, ასევე შეღებილ ლითონის ზედაპირებზე. მბზინავ მეტალის ზედაპირებზე გაზომვისთვის ასევე უნდა იქნას გამოყენებული ზონდები მბზინავი ლითონის ზედაპირით. ბატარეების შეცვლის აუცილებლობა შეიძლება შეფასდეს დენის ვარდნით. თუ მილიამმეტრის ისარი არ არის დაყენებული 500 კკალზე/ მ 2 ∙ სთ, სატურნის ბატარეები უნდა შეიცვალოს. სითბოს მრიცხველის აქსესუარები 1. სითბოს მრიცხველის სენსორების ბრტყელ ზედაპირზე დასაყენებლად გამოიყენება ტელესკოპური სახელურები. სენსორის დამონტაჟების (დამონტაჟების) სიმაღლე რეგულირდება სახელურის სიგრძისა და მისი დახრის კუთხის შეცვლით (ნახ. ). 2. საძიებო სენსორები მიმაგრებულია ზედაპირებზე, რომლებსაც აქვთ მცირე რადიუსის მრუდი, მასზე სპეციალური ქამრის სამაგრებით მიმაგრებით (ნახ. ). ლითონის ან აზბესტ-ცემენტის საფარის არსებობისას სენსორი მიმაგრებულია იმავე ყურებზე კაბით ან მავთულით. ბრინჯი. 5. სიცხის მრიცხველის სენსორების დაყენება ბრტყელ ზედაპირზე: 1 - სენსორები; 2 - სახელურები 3. კავშირები საზომი მოწყობილობის e სენსორები ხორციელდება გაფართოების კაბელის გამოყენებით, რომელსაც ბოლოებში აქვს კონექტორები, რომლებიც შეესაბამება სენსორისა და მეორადი მოწყობილობის კონექტორებს (ნახ. ). მაღალ სიმაღლეზე დაყენებისას კაბელი წინასწარ უკავშირდება სენსორს. ამიტომ, თითოეული საზომი მოწყობილობისთვის უნდა იყოს მინიმუმ 3 გაფართოების კაბელი. ბრინჯი. 6. საძიებო სენსორის დაყენება მილსადენზე: 1 - მილსადენი; 2 - სენსორი; 3 - სამაგრები ბრინჯი. 7. გაფართოების კაბელი კონექტორებით 4. 500 კკალ/მ-ზე მეტი სითბური ნაკადის სიმკვრივის გასაზომად 2 ∙ სთ, ქვაბის დანადგარის ცალკეულ ელემენტებზე დაფიქსირებული, დამატებითი გაზომვის დიაპაზონი 0 - 1000 კკალ / მ 2 ∙ სთ ჩაშენებულია სითბოს მრიცხველში და გამოიყენება 4 ელემენტისგან შემდგარი ცალკეული კვების ბლოკი. Zs-ut- 30" (ნახ. და). მილიამმეტრის გაზომვის ლიმიტი ამ შემთხვევაში უნდა იყოს 167 mA-ის ტოლი. სპეციფიკური სითბოს ნაკადის მნიშვნელობის გაზომვისას გამოიყენება 0 - 100 კკალ / მ 2 ∙ სთ მასშტაბი 10 კოეფიციენტით. ინსტრუმენტის შემოწმება ექსპლუატაციის დროს, სითბოს მრიცხველი ექვემდებარება ელექტრული ინდიკატორების სავალდებულო პერიოდულ შემოწმებას სამუშაო პირობებით განსაზღვრულ ვადებში, მაგრამ მინიმუმ ორ წელიწადში ერთხელ. შენახვის წესები სითბოს მრიცხველი უნდა ინახებოდეს შენობაში 5-დან 35 გრადუსამდე ტემპერატურაზე°С და ჰაერის ფარდობითი ტენიანობა არაუმეტეს 80%. იმ ოთახის ჰაერში, სადაც ინახება სითბოს მრიცხველი, არ უნდა იყოს მავნე მინარევები, რომლებიც იწვევენ კოროზიას. სენსორების გაცხელებული ელემენტების ზედაპირი არ უნდა დაექვემდებაროს რაიმე მექანიკურ გავლენას: წნევა, ხახუნი, ზემოქმედება. დანართი 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. გაზომვის შემდეგR100თერმომეტრი მოთავსებულია ყინულის დნობის თერმოსტატში და თერმომეტრის წინააღმდეგობა განისაზღვრება 0 ° C-ზე (რ 0 ). ეს წინააღმდეგობა არ უნდა იყოს გადახრილი ნომინალური მნიშვნელობიდან 53 ohms-ზე მეტით±0.1%-ით.
დამოკიდებულება უნდა იყოს 1,426 ÷ 0,002 * ფარგლებში.
_____________
* წინააღმდეგობის თერმომეტრების შემოწმების მითითებული მეთოდი გათვალისწინებულია GOST 6651-59-ით და დეტალურად არის აღწერილი სსრკ მინისტრთა საბჭოსთან არსებული სტანდარტების, ზომებისა და საზომი ინსტრუმენტების კომიტეტის ინსტრუქციაში 157-62.
3. ტემპერატურული ზონდის მეორადი მოწყობილობა მოწმდება წინაღობის ყუთის გამოყენებით მინიმუმ 0,02 სიზუსტის კლასით, რომელსაც აქვს ათწლეული ომ-ის მეასედებით. შემოწმებისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ, რომ მოწყობილობა დაკალიბრებულია მიწოდების მავთულის წინააღმდეგობითR ext, უდრის 1 ომს. მოყვანილია სპილენძის წინააღმდეგობის თერმომეტრების კალიბრაციის ცხრილი გრადუირების 23-ითტემპერატურის სხვაობა ლითონის მილსა და ჰაერს შორის, გრადუსი
0,91
0,91
0,91
0,91
0,95
0,95
0,96
0,96
1,00
1,00
1,00
8. ვასილიევა გ.ნ. [და ა.შ.] . ქვაბის აგრეგატების სითბოს დანაკარგების განსაზღვრა გარემოზე ( ქ 5 ). „ელექტროსადგურები“, 1965, No2.
B.Ya. კამენეცკი, წამყვანი მკვლევარი, VIESH, მოსკოვი
საწვავის ციკლური დატვირთვით ფენოვან ღუმელებში აგურის აგება, სითბოს დანაკარგების შემცირების მთავარი ფუნქციის გარდა, კიდევ ერთ განსაკუთრებულ როლს ასრულებს. თერმული ინერციის გამო, საფარი ინარჩუნებს ტემპერატურას საკმაოდ დიდი ხნის განმავლობაში, რაც ხელს უწყობს საწვავის ფრაქციების გათბობას და ანთებას. ახალი ნაწილის ჩატვირთვისას საწვავი ფარავს ფენის თითქმის მთელ ზედაპირს, რის შედეგადაც ფენის ზედაპირის ტემპერატურა მკვეთრად იკლებს, როგორც ჩანს ნახ. 1. ღუმელში გაზების ტემპერატურაც იკლებს და ამ დროის ინტერვალში ღუმელის თბოგაცვლის სისტემაში საფარის ზედაპირის ტემპერატურა ყველაზე მაღალია. ამ მომენტებში აგურის ზედაპირიდან ფენამდე გამოსხივება ხელს უწყობს საწვავის გაცხელებას და ზედა აალებას.
თერმული რეჟიმების შესასწავლად, შიდა მხარეს სითბოს ნაკადების და სითბურ დანაკარგების დასადგენად, ჩატარდა ღუმელის გარსების ტემპერატურული რეჟიმების გაზომვები. სამუშაო ჩატარდა გათბობის ქვაბზე ხელით ფენიანი ღუმელით, რომელშიც 380 მმ სისქის ცეცხლგამძლე აგურის საფარი ერთდროულად წარმოადგენს ქვაბის განყოფილების ორი შეკვრის კვარცხლბეკს. კვარცხლბეკის სიმაღლეა 1,2 მ, მათ შორის ღერძიდან 0,5 მ.
ტემპერატურის გაზომვები ჩატარდა ზონდის გამოყენებით - კვარცის მინის მილის დიამეტრით 8,5 მმ XA თერმოწყვილებით, გადაადგილებული ნახვრეტში აგურის გვერდით კედელში. კუზნეცკის 2SS კლასის ქვანახშირი დაიწვა ქვაბში, ღუმელის ციკლი (დრო მიმდებარე დატვირთვებს შორის) იყო 10 წთ.
აგურის აგურის არასტაციონარული ტემპერატურის გაზომვის შედეგები გისოსების თერმული დატვირთვით 0,55 მვტ/მ 2 (საწვავის მოხმარება - 72 კგ/სთ) ნაჩვენებია ნახ. 2.
საფარის გარე ზედაპირზე ტემპერატურა ღორის დონიდან 0,4 მ სიმაღლეზე იყო 60 ° C, ხოლო შიდა ზედაპირზე - 800 ° C. ტემპერატურა კლებულობს არაპროპორციულად გარე ზედაპირის მიმართ ქვისა სისქის გასწვრივ. , რაც მიუთითებს სითბოს ნაკადის შემცირებაზე აგურის ნაგებობაზე ვერტიკალური მიმართულებით სითბოს გაჟონვის (ნაკადების) შედეგად. სითბოს გაჟონვა წარმოიქმნება საფარის სიმაღლეში არათანაბარი გაცხელების გამო: ნაცრის ტაფაში აგურის ტემპერატურა უფრო დაბალია, ვიდრე ღორის ტემპერატურა და არის 60-70 ° C, ხოლო ქვისა ზედა ბოლოს კონტაქტშია. ქვაბის სექციები - 80-100 ° C.
საფარის გარე ზედაპირზე, სითბოს ნაკადი გამოითვლება როგორც კონვექციური სითბოს გადაცემის პირობების მიხედვით ბუნებრივი ჰაერის კონვექციით q=α ek (t n -t c), ასევე საფარის თბოგამტარობის მიხედვით q=α * dt /. dx იძლევა 0,5 კვტ/მ 2 მნიშვნელობას, ხოლო შიდა ზედაპირზე - q=2,7 კვტ/მ 2. სითბოს დანაკარგები უგულებელყოფის გვერდითი და ქვედა ზედაპირიდან არის მნიშვნელოვანი - ქვაბის სიმძლავრის 4% 220 კვტ, თუნდაც 380 მმ საფარის სისქით.
კიდევ უფრო დიდი მნიშვნელობა მიიღწევა გარემოში სითბოს დაკარგვით, საფარის სისქის შემცირებით. მაგალითად, სითბოს გენერატორის ღუმელში 2 მეგავატიანი ბუხრით სითბოს მიმღები ეკრანების გარეშე, 2 მ სიმაღლის დაუცველ აგურის საფარის სისქე მხოლოდ 250 მმ-ია. მისი საიმედო მუშაობის უზრუნველსაყოფად საჭირო იყო ღუმელში ჭარბი ჰაერის ა=2,6 მნიშვნელობის გაზრდა. თუმცა, უგულებელყოფის შიდა ზედაპირის ტემპერატურა იყო 1100 °C ღვეზელიდან 1.8 მ დონეზე და 900 °C 0.4 მ დონეზე (ნახ. 3). საშუალო სითბოს ნაკადები აგურის ნაგებობაში გაიზარდა 2,2 კვტ/მ 2-მდე 0,4 მ დონეზე, ხოლო 2,6 კვტ/მ 2-მდე 1,8 მ დონეზე. ამ შემთხვევაში, ტემპერატურული სხვაობა აგურის სიმაღლის გასწვრივ აღწევს. 200 ° C შიდა ზედაპირზე და მცირდება სისქე, რაც იწვევს სითბოს გადაცემას ზედა ფენებიდან ქვედაზე.
საინტერესო შედეგები დაფიქსირდა, როდესაც ეს სითბოს გენერატორი შეჩერდა. როდესაც საწვავის მიწოდება ჩერდება და ვენტილატორი აგრძელებს მუშაობას, ღუმელში სითბოს გამოყოფა მცირდება, რაც იწვევს საფარის სწრაფ გაგრილებას შიდა ზედაპირიდან და მისი ტემპერატურის ერთფეროვან შემცირებამდე (ნახ. 4). 25 წუთის შემდეგ, ღუმელიდან აგურის ზედაპირისკენ მიმართული სითბოს ნაკადი მცირდება 0-მდე და შემდეგ იცვლის მიმართულებას. ღუმელის შემდგომი გაგრილებით და უგულებელყოფის შიდა ზედაპირის ტემპერატურის დაქვეითებით, მაქსიმალური ხდება ტემპერატურის განაწილება საფარის სისქეზე. აგურის აგურის შიგნით ფენების ტემპერატურა კი იმატებს და ტემპერატურის მაქსიმუმი შიგნით მოძრაობს. აგურის აგურის ტემპერატურული ველის ასეთი დეფორმაციის მიზეზი დაკავშირებულია შიდა ზედაპირის, განსაკუთრებით ქვედა ფენების უფრო ინტენსიურ გაგრილებასთან, რაც იწვევს სითბოს დიდ გადაცემას ზედა ცენტრალური ფენებიდან. 45 წუთის შემდეგ კვლავ აცხელებენ 300°C-მდე.
დასკვნები
1. ფენიანი ღუმელების ქვაბებში, საფარის თერმული ინერცია ხელს უწყობს დატვირთული საწვავის გაცხელებას და აალებას.
2. სითბური დანაკარგები საფარის გვერდითი და ქვედა ზედაპირიდან (ცეცხლოვანი აგური) არის მნიშვნელოვანი - ქვაბის სიმძლავრის 4% 220 კვტ, თუნდაც 380 მმ საფარის სისქით.
3. სიმაღლის გასწვრივ მოპირკეთების არათანაბარი გაცხელების გამო წარმოიქმნება სითბოს გაჟონვა. თუ საწვავის მიწოდება შეფერხებულია გულშემატკივართა მუშაობის დროს, ეს იწვევს იმ ფაქტს, რომ ტემპერატურის მაქსიმუმი მოძრაობს აგურის შიგნით.
ლიტერატურა
1. კამენეცკი ბ.ია. ფენოვან ღუმელებზე ღუმელის სითბოს გადაცემის გაანგარიშების ნორმატიული მეთოდის გამოყენებადობა Teploenergetika. 2006. No 2. S. 58-60.
ქვაბებში, ისევე როგორც სხვა გათბობის დანადგარებში, არ გამოიყენება მთელი სითბო, რომელიც გამოიყოფა საწვავის წვის დროს. სითბოს საკმაოდ დიდი ნაწილი გადის ატმოსფეროში წვის პროდუქტებთან ერთად, ნაწილი იკარგება ქვაბის კორპუსის მეშვეობით და მცირე ნაწილი იკარგება ქიმიური ან მექანიკური დამწვრობის გამო. მექანიკური დამწვრობა გულისხმობს სითბოს დაკარგვას ფერფლის ელემენტების გაუმართაობის ან დაუწვავი ნაწილაკებით ჩაყრის გამო.
ქვაბის სითბოს ბალანსი არის სითბოს განაწილება, რომელიც გამოიყოფა საწვავის წვის დროს, სასარგებლო სითბოზე, რომელიც გამოიყენება მისი დანიშნულებისამებრ, და სითბოს დანაკარგებზე, რომლებიც წარმოიქმნება თერმული აღჭურვილობის მუშაობის დროს.
სითბოს დაკარგვის ძირითადი წყაროების სქემა.
როგორც სითბოს შეყვანის საცნობარო მნიშვნელობა, მიღებულია ის მნიშვნელობა, რომელიც შეიძლება გამოთავისუფლდეს ყველა საწვავის ყველაზე დაბალ კალორიულ ღირებულებაზე.
თუ ქვაბი იყენებს მყარ ან თხევად საწვავს, მაშინ სითბოს ბალანსი არის კილოჯოულებში მოხმარებული საწვავის თითოეულ კილოგრამზე, ხოლო გაზის გამოყენებისას, ყოველ კუბურ მეტრზე. ორივე შემთხვევაში, სითბოს ბალანსი შეიძლება გამოხატული იყოს პროცენტულად.
სითბოს ბალანსის განტოლება
გაზის წვის დროს ქვაბის სითბოს ბალანსის განტოლება შეიძლება გამოისახოს შემდეგი ფორმულით:
ოპტიმალური დატვირთვის პარამეტრები უზრუნველყოფს გათბობის სისტემის მაღალ მუშაობას.
- QT=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6;
- სადაც QT არის თერმული სითბოს მთლიანი რაოდენობა, რომელიც შევიდა ქვაბის ღუმელში;
- Q1 - სასარგებლო სითბო, რომელიც გამოიყენება გამაგრილებლის გასათბობად ან ორთქლის წარმოებისთვის;
- Q2 არის სითბოს დაკარგვა, რომელიც გამოდის ატმოსფეროში წვის პროდუქტებით;
- Q3 - სითბოს დაკარგვა, რომელიც დაკავშირებულია არასრულ ქიმიურ წვასთან;
- Q4 - სითბოს დაკარგვა მექანიკური დამწვრობის გამო;
- Q5 - სითბოს დაკარგვა ქვაბის კედლებისა და მილების მეშვეობით;
- Q6 - სითბოს დაკარგვა ღუმელიდან ნაცრის და წიდის ამოღების გამო.
როგორც სითბოს ბალანსის განტოლებიდან ჩანს, აირისებრი ან თხევადი საწვავის წვისას არ არსებობს Q4 და Q6 მნიშვნელობები, რომლებიც დამახასიათებელია მხოლოდ მყარი საწვავისთვის.
თუ სითბოს ბალანსი გამოიხატება მთლიანი სითბოს პროცენტულად (QT=100%), მაშინ ეს განტოლება იღებს ფორმას:
- 100=q1+q2+q3+q4+q5+q6.
თუ სითბოს ბალანსის განტოლების თითოეულ წევრს გავყოფთ მარცხენა და მარჯვენა მხრიდან QT-ზე და გავამრავლებთ 100-ზე, მივიღებთ სითბოს ბალანსს მთლიანი სითბოს შეყვანის პროცენტულად:
- q1=Q1*100/QT;
- q2=Q2*100/QT და ასე შემდეგ.
თუ ქვაბში გამოიყენება თხევადი ან აირისებრი საწვავი, მაშინ არ არის დანაკარგები q4 და q6, ქვაბის სითბოს ბალანსის განტოლება პროცენტებში იღებს ფორმას:
- 100=q1+q2+q3+q5.
თითოეული ტიპის სითბო და განტოლებები უფრო დეტალურად უნდა იქნას განხილული.
სითბო, რომელიც გამოიყენებოდა დანიშნულებისამებრ (q1)
სტაციონარული სითბოს გენერატორის მუშაობის პრინციპის სქემა.
სითბო, რომელიც გამოიყენება მისი პირდაპირი მიზნისთვის, ითვლება სითბოს, რომელიც იხარჯება გამაგრილებლის გაცხელებაზე, ან ორთქლის მიღებაზე მოცემული წნევით და ტემპერატურით, რომელიც გამოითვლება ქვაბის ეკონომიაზატორში შემავალი წყლის ტემპერატურიდან. ეკონომაიზერის არსებობა მნიშვნელოვნად ზრდის სასარგებლო სითბოს რაოდენობას, რადგან ის საშუალებას გაძლევთ უფრო მეტად გამოიყენოთ წვის პროდუქტებში შემავალი სითბო.
ქვაბის ექსპლუატაციის დროს იზრდება მასში არსებული ორთქლის ელასტიურობა და წნევა. ამ პროცესზეა დამოკიდებული წყლის დუღილის წერტილიც. თუ ნორმალურ პირობებში წყლის დუღილის წერტილი არის 100 ° C, მაშინ ორთქლის წნევის მატებასთან ერთად ეს მაჩვენებელი იზრდება. ამ შემთხვევაში ორთქლს, რომელიც მდუღარე წყალთან ერთად არის ერთსა და იმავე ქვაბში, ეწოდება გაჯერებული, ხოლო წყლის დუღილის წერტილი გაჯერებული ორთქლის მოცემულ წნევაზე - გაჯერების ტემპერატურა.
თუ ორთქლში წყლის წვეთები არ არის, მაშინ მას მშრალი გაჯერებული ორთქლი ეწოდება. მშრალი გაჯერებული ორთქლის მასობრივი წილი სველ ორთქლში არის ორთქლის სიმშრალის ხარისხი, გამოხატული პროცენტულად. ორთქლის ქვაბებში ორთქლის ტენიანობა მერყეობს 0-დან 0,1%-მდე. თუ ტენიანობა აღემატება ამ მაჩვენებლებს, ქვაბი არ მუშაობს ოპტიმალურ რეჟიმში.
სასარგებლო სითბოს, რომელიც იხარჯება 1 ლიტრი წყლის გაცხელებაზე ნულიდან დუღილის წერტილამდე მუდმივი წნევით, სითხის ენთალპია ეწოდება. 1 ლიტრი მდუღარე სითხის ორთქლის მდგომარეობაში გადაქცევისთვის დახარჯულ სითბოს აორთქლების ფარული სითბო ეწოდება. ამ ორი ინდიკატორის ჯამი არის გაჯერებული ორთქლის მთლიანი სითბოს შემცველობა.
სითბოს დაკარგვა წვის პროდუქტების ატმოსფეროში გადინებით (q2)
ამ ტიპის დანაკარგი პროცენტული თვალსაზრისით გვიჩვენებს განსხვავებას გამონაბოლქვი აირების ენთალპიასა და ქვაბში შემავალ ცივ ჰაერს შორის. ამ დანაკარგების განსაზღვრის ფორმულები განსხვავდება სხვადასხვა ტიპის საწვავის გამოყენებისას.
მაზუთის წვა იწვევს სითბოს დაკარგვას ქიმიური დამწვრობის გამო.
მყარი საწვავის გამოყენებისას დანაკარგები q2 არის:
- q2=(Ig-αg*Ic)(100-q4)/QT;
- სადაც Ig არის ატმოსფეროდან გამომავალი აირების ენთალპია (კჯ/კგ), αg არის ჭარბი ჰაერის კოეფიციენტი, Iv არის წვისთვის საჭირო ჰაერის ენთალპია ქვაბში მისი შესვლის ტემპერატურაზე (კჯ/კგ).
ინდიკატორი q4 შეყვანილია ფორმულაში, რადგან მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული 1 კგ საწვავის ფიზიკური წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბო და არა ღუმელში შემავალი 1 კგ საწვავი.
აირისებრი ან თხევადი საწვავის გამოყენებისას იგივე ფორმულა აქვს ფორმას:
- q2=((Ig-αg*Ic)/QT)*100%.
გრიპის აირებით სითბოს დანაკარგები დამოკიდებულია თავად გათბობის ქვაბის მდგომარეობაზე და მუშაობის რეჟიმზე. მაგალითად, ღუმელში საწვავის ხელით ჩატვირთვისას, ამ ტიპის სითბოს დანაკარგები მნიშვნელოვნად იზრდება სუფთა ჰაერის პერიოდული შემოდინების გამო.
თერმული ენერგიის დანაკარგები ატმოსფეროდან გამომავალი აირებით იზრდება მათი ტემპერატურისა და მოხმარებული ჰაერის რაოდენობის მატებასთან ერთად. მაგალითად, ეკონომისა და ჰაერის გამაცხელებლის არარსებობის შემთხვევაში ატმოსფეროდან გამოსული აირების ტემპერატურა 250-350°C-ია, ხოლო მათი თანდასწრებით მხოლოდ 120-160°C, რაც რამდენჯერმე ზრდის სასარგებლო სითბოს რაოდენობას.
ქვაბის გაყვანილობის დიაგრამა.
მეორეს მხრივ, გამავალი წვის პროდუქტების არასაკმარისმა ტემპერატურამ შეიძლება გამოიწვიოს წყლის ორთქლის კონდენსატის წარმოქმნა გამათბობელ ზედაპირებზე, რაც ასევე გავლენას ახდენს ზამთარში საკვამურებზე ყინულის დაგროვებაზე.
მოხმარებული ჰაერის რაოდენობა დამოკიდებულია სანთურის ტიპზე და მუშაობის რეჟიმზე. თუ ის გაიზარდა ოპტიმალურ მნიშვნელობასთან შედარებით, მაშინ ეს იწვევს ჰაერის მაღალ შემცველობას გრიპის აირებში, რაც დამატებით ატარებს სითბოს ნაწილს. ეს არის გარდაუვალი პროცესი, რომლის შეჩერება შეუძლებელია, მაგრამ შეიძლება მინიმუმამდე მიიყვანოთ. თანამედროვე რეალობებში ჰაერის ნაკადის კოეფიციენტი არ უნდა აღემატებოდეს 1.08-ს სრული ინექციით სანთურებისთვის, 0.6 სანთურები ნაწილობრივი ჰაერის ინექციით, 1.1 სანთურები ჰაერის იძულებითი მიწოდებით და შერევით და 1.15 დიფუზიური სანთურებისთვის გარე შერევით. დამატებითი ჰაერის გაჟონვის არსებობა ღუმელში და ქვაბის მილებში იწვევს სითბოს დანაკარგების ზრდას გამავალი ჰაერით. ჰაერის ნაკადის ოპტიმალურ დონეზე შენარჩუნება საშუალებას გაძლევთ შეამციროთ q2-ის მნიშვნელობა მინიმუმამდე.
q2 მნიშვნელობის მინიმიზაციისთვის საჭიროა ქვაბის გარე და შიდა ზედაპირების დროულად გაწმენდა, რათა არ იყოს სასწორი, რომელიც ამცირებს დამწვარი საწვავიდან სითბოს გადაცემას სითბოს გადამზიდავზე. შეასრულოს ქვაბში გამოყენებული წყლის მოთხოვნები, დააკვირდეს ქვაბისა და მილების კავშირებში დაზიანების არარსებობას, რათა არ მოხდეს ჰაერის ნაკადი. გაზის ბილიკზე დამატებითი ელექტრული გათბობის ზედაპირების გამოყენება ელექტროენერგიას მოიხმარს. თუმცა, საწვავის ოპტიმალური მოხმარებიდან დანაზოგი გაცილებით მაღალი იქნება, ვიდრე მოხმარებული ელექტროენერგიის ღირებულება.
სითბოს დაკარგვა საწვავის ქიმიური დამწვრობის შედეგად (q3)
ამ ტიპის წრე იცავს გათბობის სისტემას გადახურებისგან.
საწვავის არასრული ქიმიური წვის მთავარი მაჩვენებელია ნახშირბადის მონოქსიდის (მყარი საწვავის გამოყენებისას) ან ნახშირბადის მონოქსიდის და მეთანის (აიროვანი საწვავის წვისას) გამონაბოლქვი აირების არსებობა. სითბოს დანაკარგი ქიმიური დამწვრობის შედეგად უდრის სითბოს, რომელიც შეიძლება გამოიყოს ამ ნარჩენების წვის დროს.
საწვავის არასრული წვა დამოკიდებულია ჰაერის ნაკლებობაზე, საწვავის ჰაერთან ცუდად შერევაზე, ქვაბის შიგნით ტემპერატურის დაქვეითებაზე, ან როდესაც დამწვარი საწვავის ალი მოდის ქვაბის კედლებთან. ამასთან, შემომავალი ჟანგბადის რაოდენობის გადაჭარბებული ზრდა არა მხოლოდ არ იძლევა გარანტიას საწვავის სრულ წვას, არამედ შეიძლება დაარღვიოს ქვაბის მუშაობა.
ნახშირბადის მონოქსიდის ოპტიმალური შემცველობა ღუმელის გამოსასვლელში 1400°C ტემპერატურაზე უნდა იყოს არაუმეტეს 0,05% (მშრალი აირების თვალსაზრისით). ასეთ მნიშვნელობებზე, სითბოს დაკარგვა დაწვისგან იქნება 3-დან 7% -მდე, საწვავის მიხედვით. ჟანგბადის ნაკლებობამ შეიძლება ეს მაჩვენებელი 25%-მდე მიიტანოს.
მაგრამ აუცილებელია ისეთი პირობების მიღწევა, რომ არ მოხდეს საწვავის ქიმიური დამწვრობა. აუცილებელია ღუმელში ჰაერის ოპტიმალური მიწოდების უზრუნველყოფა, ქვაბის შიგნით მუდმივი ტემპერატურის შენარჩუნება და საწვავის ნარევის ჰაერთან საფუძვლიანი შერევის მიღწევა. ქვაბის ყველაზე ეკონომიური მუშაობა მიიღწევა მაშინ, როდესაც ნახშირორჟანგის შემცველობა წვის პროდუქტებში ატმოსფეროში გამოდის 13-15% დონეზე, საწვავის სახეობიდან გამომდინარე. ჰაერის ჭარბი რაოდენობით, გამავალი კვამლში ნახშირორჟანგის შემცველობა შეიძლება შემცირდეს 3-5% -ით, მაგრამ სითბოს დაკარგვა გაიზრდება. გათბობის მოწყობილობების ნორმალური მუშაობისას დანაკარგები q3 არის 0-0,5% ფხვნილი ნახშირისთვის და 1% ფენიანი ღუმელებისთვის.
სითბოს დაკარგვა ფიზიკური დაწვის შედეგად (q4)
ამ ტიპის დანაკარგი ხდება იმის გამო, რომ დაუწვავი საწვავის ნაწილაკები ღვეზელში ხვდება ნაცრის ქვაბში ან წვის პროდუქტებთან ერთად მილის მეშვეობით ატმოსფეროში გადადის. სითბოს დაკარგვა ფიზიკური დაწვისგან პირდაპირ დამოკიდებულია ქვაბის დიზაინზე, ბადეების მდებარეობასა და ფორმაზე, წევის ძალაზე, საწვავის მდგომარეობასა და მის აგლომერაციაზე.
ყველაზე მნიშვნელოვანი დანაკარგები არის მექანიკური დაწვა მყარი საწვავის ფენოვანი წვის და ზედმეტად ძლიერი წევის დროს. ამ შემთხვევაში, კვამლთან ერთად გაიტაცა დიდი რაოდენობით მცირე დაუწვარი ნაწილაკები. ეს განსაკუთრებით კარგად ვლინდება ჰეტეროგენული საწვავის გამოყენებისას, როდესაც მასში მონაცვლეობენ საწვავის მცირე და დიდი ნაჭრები. თითოეული ფენის წვა აღმოჩნდება არაერთგვაროვანი, რადგან პატარა ნაჭრები უფრო სწრაფად იწვება და კვამლით იწელება. ჰაერი შედის მიღებულ ხარვეზებში, რომელიც აგრილებს საწვავის დიდ ნაჭრებს. ამავდროულად, ისინი დაფარულია წიდის ქერქით და მთლიანად არ იწვება.
მექანიკური დაწვის დროს სითბოს დანაკარგები ჩვეულებრივ შეადგენს დაახლოებით 1% ნახშირის ფხვნილი ღუმელებისთვის და 7.5%-მდე ფენიანი ღუმელებისთვის.
სითბოს დაკარგვა პირდაპირ ქვაბის კედლებში (q5)
ამ ტიპის დანაკარგი დამოკიდებულია ქვაბის ფორმასა და დიზაინზე, ქვაბისა და ბუხრის მილების საფარის სისქესა და ხარისხზე და თბოიზოლაციის ეკრანის არსებობაზე. გარდა ამისა, თავად ღუმელის დიზაინს, აგრეთვე კვამლის გზაზე დამატებითი გათბობის ზედაპირების და ელექტრო გამათბობლების არსებობას, დიდ გავლენას ახდენს დანაკარგებზე. ეს სითბოს დანაკარგები იზრდება ნახაზების არსებობისას ოთახში, სადაც არის გათბობის მოწყობილობა, ასევე ღუმელისა და სისტემის ლუქების გახსნის რაოდენობასა და ხანგრძლივობაზე. დანაკარგების რაოდენობის შემცირება დამოკიდებულია ქვაბის სწორ მოპირკეთებაზე და ეკონომიაიზერის არსებობაზე. ხელსაყრელია, რომ მილების თბოიზოლაცია, რომლის მეშვეობითაც გამონაბოლქვი აირები ატმოსფეროში ჩაედინება, გავლენას ახდენს სითბოს დანაკარგების შემცირებაზე.
სითბოს დაკარგვა ფერფლისა და წიდის მოცილების გამო (q6)
ამ ტიპის დანაკარგი დამახასიათებელია მხოლოდ მყარ საწვავზე, ნამტვრევად და ფხვნილ მდგომარეობაში. როდესაც ის არ იწვება, გაუციებელი საწვავის ნაწილაკები ცვივა ნაცრის ჭურჭელში, საიდანაც ისინი ამოღებულია და თან ატარებს სითბოს ნაწილს. ეს დანაკარგები დამოკიდებულია საწვავის ნაცრის შემცველობაზე და ფერფლის ამოღების სისტემაზე.
ქვაბის სითბოს ბალანსი არის მნიშვნელობა, რომელიც აჩვენებს თქვენი ქვაბის ოპტიმალურ და ეკონომიურ მუშაობას. სითბოს ბალანსის სიდიდის მიხედვით, შესაძლებელია განისაზღვროს ზომები, რომლებიც დაგეხმარებათ დაზოგოთ დამწვარი საწვავი და გაზარდოთ გათბობის მოწყობილობების ეფექტურობა.
შესავალი
მეტალურგიული ღუმელების სითბოს ბალანსის გაანგარიშებისას, ხშირად ჩნდება პრობლემა ღუმელის ბარიერების მეშვეობით სითბოს დანაკარგების განსაზღვრის შესახებ. სითბოს დანაკარგების მინიმიზაცია ხელს უწყობს საწვავის და ელექტროენერგიის დაზოგვას, ამცირებს წარმოების ღირებულებას. გარდა ამისა, ღუმელის დიზაინში მასალების სწორი არჩევანისთვის, აუცილებელია იცოდეთ კედელში არსებული ტემპერატურის ველი, რათა დაიცვან მასალების მუშაობის ტემპერატურის შეზღუდვები. ამიტომ, ღუმელის დიზაინის შექმნისას, ინჟინერმა უნდა განიხილოს კედლის დიზაინის რამდენიმე ვარიანტი და აირჩიოს მათგან საუკეთესო. ეს სტატია განიხილავს სითბოს დანაკარგების გამოთვლის მეთოდს თერმული ერთეულის ბრტყელი მრავალშრიანი კედლის მეშვეობით, აღწერს ამ გაანგარიშების ავტომატიზაციის პროგრამას და გავაანალიზებთ სითბოს დანაკარგების დამოკიდებულებას სხვადასხვა ფაქტორებზე.
თეორიული საფუძველი
გამოაცხვეთ- მიმდებარე სივრცისგან დაცული თერმული ტექნოლოგიური მოწყობილობა, რომელშიც სითბო წარმოიქმნება ამა თუ იმ პირველადი ტიპის ენერგიისგან და სითბო გადადის ტექნოლოგიური მიზნებისთვის სითბოს დამუშავებას დამუშავებულ მასალაზე (დნობა, გათბობა, გაშრობა, სროლა და ა.შ.). ამავდროულად, გამოთავისუფლებული თერმული ენერგიის ნაწილი იხარჯება ტექნოლოგიური პროცესის განხორციელებაზე, ნაწილი კი უსარგებლოდ იკარგება, ათბობს გარემოს. სითბოს დანაკარგების შემცირება შესაძლებელს ხდის გაზარდოს ღუმელების ეფექტურობა და შეამციროს ენერგიის მოხმარება.
ღუმელებში სითბოს ნაწილი იკარგება გადაცემით თბოგამტარობაცეცხლგამძლეს მეშვეობით. თბოგამტარობა არის სითბოს (შიდა ენერგიის) გადაცემის პროცესი, რომელიც ხდება მაშინ, როდესაც სხეულები (ან სხეულის ნაწილები) პირდაპირ კონტაქტშია სხვადასხვა ტემპერატურასთან. ენერგიის გაცვლა ხდება მიკრონაწილაკებით, რომლებიც ქმნიან ნივთიერებებს: მოლეკულებს, ატომებს, თავისუფალ ელექტრონებს. თბოგამტარობის სითბოს ნაკადის სიმკვრივე დამოკიდებულია ტემპერატურულ ველზე და ნივთიერების თბოგამტარობაზე.
ტემპერატურის მნიშვნელობების ნაკრები მოცემულ დროს სხეულის ყველა წერტილისთვის ეწოდება ტემპერატურის ველი. ამ შემთხვევაში, თუ ტემპერატურა დროში არ იცვლება, ველი ითვლება სტაციონარულად, ხოლო თუ იცვლება - არასტაციონარული. უმარტივესი არის ერთგანზომილებიანი სტაციონარული ტემპერატურის ველის შემთხვევა.
სითბო გადადის თბოგამტარობით სხეულის უფრო გახურებული ფენებიდან ნაკლებად გახურებულებზე, ე.ი. ტემპერატურის შემცირების მიმართულებით. ნებისმიერ ზედაპირზე გადაცემული სითბოს რაოდენობას დროის ერთეულში ეწოდება სითბოს ნაკადი Q. სითბოს ნაკადი ერთეულ ზედაპირზე ახასიათებს სითბოს ნაკადის სიმკვრივეს q. ფურიეს კანონის მიხედვით, სითბოს ნაკადის სიმკვრივე პროპორციულია ტემპერატურის გრადიენტთან:
q = -λgrad t (1.1)
სადაც q არის სითბოს ნაკადის სიმკვრივე, W/m2
λ - მასალის თბოგამტარობის კოეფიციენტი, W / (m * K)
grad t – ტემპერატურის გრადიენტი, კ/მ
პროპორციულობის ფაქტორი λ განტოლებაში (1.1) არის მასალის თბოგამტარობა და ახასიათებს სითბოს გატარების უნარს. გაზებს აქვთ თბოგამტარობის კოეფიციენტების ყველაზე დაბალი მნიშვნელობები, ხოლო ლითონებს აქვთ ყველაზე მაღალი. ღუმელების მშენებლობაში გამოიყენება თბოგამტარობის შედარებით დაბალი კოეფიციენტის მქონე მასალები: ცეცხლგამძლე და თბოიზოლაციის მასალები.
ცეცხლგამძლეეწოდება არალითონურ მასალებს, რომლებიც განკუთვნილია თერმული ერთეულებში მაღალ ტემპერატურაზე გამოსაყენებლად და ცეცხლგამძლეობით მინიმუმ 1580 ° C. ცეცხლგამძლე ნივთიერებები ასრულებენ სითბოს შენარჩუნების ფუნქციას ღუმელის სამუშაო სივრცის შეზღუდულ მოცულობაში და, შესაბამისად, მათ უნდა ჰქონდეთ დაბალი თბოგამტარობა და მაღალი ტემპერატურის გაძლების უნარი. მომსახურების პირობების მრავალფეროვნებამ განაპირობა სხვადასხვა თვისებების მქონე ცეცხლგამძლე მასალების დიდი ასორტიმენტის შექმნა. ყველაზე გავრცელებული ცეცხლგამძლეა ცეცხლგამძლე, დინასი, მაგნეზიტი, ქრომომაგნიზიტი.
თბოგამტარობის სითბოს ნაკადის შესამცირებლად ღუმელების დაგების გზით, თბოიზოლაციამასალები, ანუ დაბალი თბოგამტარობის მქონე მასალები. სითბოს საიზოლაციო მასალების მაგალითებია აზბესტი, დიატომიური მიწა, წიდა ბამბა, ცეცხლგამძლე მსუბუქი წონა. ამ შემთხვევაში, ქვისა მზადდება რამდენიმე ფენისგან: შიდა ფენები დამზადებულია მაღალი თბომედეგობის მასალებისგან (ცეცხლგამძლე), ხოლო გარე ფენები დამზადებულია ნაკლებად მდგრადი მასალებისგან, დაბალი თბოგამტარობით (თბოიზოლაცია). ღუმელის დაპროექტებისას აუცილებელია ღუმელის კედლების დიზაინის არჩევა ისე, რომ სითბოს დაკარგვის რაოდენობა იყოს მინიმალური და დაცული იყოს მასალების თერმული წინააღმდეგობის შეზღუდვები.
გაანგარიშების მეთოდი
პრობლემის მათემატიკური მოდელი ემყარება თერმული დანადგარების შიგთავსებით სითბოს დანაკარგების გამოთვლის მეთოდოლოგიას, რომელიც აღწერილია ნაშრომში „სითბო დანაკარგების გაანგარიშება ღუმელების შიგთავსებით“ (V. B. Kutyin, S. N. Gushchin, B. A. Fetisov).
გაანგარიშების არსი არის კედელში სითბოს ნაკადის დადგენა სტაციონარულ რეჟიმში მესამე სახის სასაზღვრო პირობებით. ვარაუდობენ, რომ კედელში სითბოს გადაცემა ხორციელდება თბოგამტარობით, ხოლო გარე კედლიდან გარემოში სითბოს გადაცემა ხდება რადიაციისა და ბუნებრივი კონვექციის საშუალებით. გაანგარიშება ითვალისწინებს ფენების მასალის თბოგამტარობის კოეფიციენტის დამოკიდებულებას ტემპერატურაზე.
გაანგარიშების საწყისი მონაცემები მოცემულია ცხრილში 1.
ცხრილი 1 - საწყისი მონაცემები
გამოთვლა ხორციელდება თანმიმდევრული მიახლოებების მეთოდით. თავდაპირველად, თვითნებური ტემპერატურის ველი დაყენებულია. შემდეგ ფენების თერმული წინააღმდეგობები განისაზღვრება ფორმულით:
გარე ზედაპირიდან სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი განისაზღვრება ფორმულით:
სითბოს ნაკადის მთლიანი სიმკვრივე გამოითვლება ფორმულით:
თბოგამტარობით კედელში გადაცემული სითბოს ნაკადის სიმკვრივე განისაზღვრება ფორმულით:
სითბოს ნაკადის სიმკვრივე, რომელსაც გარე ზედაპირი აწვდის გარემოს, განისაზღვრება ფორმულით:
დახვეწილი ტემპერატურის ველი განისაზღვრება ფორმულით:
განმეორებითი პროცესი გრძელდება მანამ, სანამ ფარდობითი შეცდომა მითითებულ მნიშვნელობაზე ნაკლები გახდება. და ბოლოს, სითბოს დაკარგვის ოდენობა გამოითვლება დროის ერთეულზე:
სითბოს დაკარგვის გამოთვლის პროგრამა
შემუშავდა ბრტყელი მრავალშრიანი ღუმელის კედლის მეშვეობით სითბოს დანაკარგების გაანგარიშების ავტომატიზაციისთვის. პროგრამას აქვს მოსახერხებელი გრაფიკული ინტერფეისი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ ინტერაქტიულად დააყენოთ ცეცხლგამძლე კედლის საჭირო დიზაინი და შეინახოთ მისი მონაცემები ფაილში შემდგომი გამოყენებისთვის. გაანგარიშების შედეგები წარმოდგენილია ცხრილების, გრაფიკების და სითბოს რუქების სახით. პროგრამა იღებს მონაცემებს მასალების თბოგამტარობის კოეფიციენტების შესახებ მონაცემთა ბაზიდან, რომლის შევსებაც შესაძლებელია მომხმარებლის მიერ.
სითბოს დაკარგვის შესწავლა
პროგრამის გრაფიკული ინტერფეისის მოსახერხებელი საშუალებების დახმარებით შესაძლებელია სხვადასხვა ფაქტორების გავლენის ანალიზი ერთეულში სითბოს დანაკარგებზე.
სითბოს დანაკარგების დამოკიდებულება საფარის ფენის სისქეზე
სითბოს დანაკარგების დამოკიდებულების შესასწავლად მოპირკეთების ფენის სისქეზე, მომზადდა საწყისი მონაცემების რამდენიმე ვარიანტი, რომლებიც განსხვავდებოდა მხოლოდ საფარის ფენის სისქეში. საფარის მასალა მაღალი ალუმინის ცეცხლგამძლეა, თბოიზოლაციის ფენის მასალა მსუბუქი შამოტია. სხვა პარამეტრები მოცემულია ცხრილში 2.
კედლის დიზაინის შესწავლა
ცხრილი 2 - საწყისი მონაცემების ვარიანტი
შესწავლა აქ და შემდგომ ჩატარდა ჩაშენებული პროგრამის გამოყენებით გაანგარიშების შედეგების შესადარებლად. შედარების შედეგები ნაჩვენებია სურათზე 1. ჩანს, რომ სითბოს დანაკარგები მცირდება საფარის სისქის მატებასთან ერთად, მაგრამ მხოლოდ ოდნავ.
სურათი 1 - სითბოს დანაკარგების დამოკიდებულება საფარის სისქეზე
სითბოს დანაკარგების დამოკიდებულება თბოიზოლაციის ფენის სისქეზე
თბოიზოლაციის ფენის სისქეზე სითბოს დანაკარგების დამოკიდებულების შესასწავლად მომზადდა საწყისი მონაცემების რამდენიმე ვარიანტი, რომლებიც განსხვავდებოდა მხოლოდ თბოიზოლაციის ფენის სისქეში. კედლის სტრუქტურა ნაჩვენებია სურათზე 2, სხვა პარამეტრები იგივეა, რაც წინა კვლევაში (ცხრილი 2).
სურათი 2 - კედლის დიზაინი კვლევისთვის
კვლევის შედეგები ნაჩვენებია სურათზე 3. ჩანს, რომ სითბოს დანაკარგები მკვეთრად მცირდება თბოიზოლაციის ფენის სისქის მატებასთან ერთად.
სურათი 3 - სითბოს დანაკარგების დამოკიდებულება თბოიზოლაციის სისქეზე
სითბოს დანაკარგების დამოკიდებულება თბოიზოლაციის მასალაზე
თბოიზოლაციის მასალის ეფექტის შესასწავლად განვიხილავთ კედლის დიზაინის რამდენიმე ვარიანტს, რომლებიც განსხვავდება მხოლოდ თბოიზოლაციის მასალაში. ტესტის კედლის დიზაინი ნაჩვენებია სურათზე 4, ხოლო სხვა პარამეტრები ნაჩვენებია ცხრილში 2.
სურათი 4 - კედლის დიზაინი კვლევისთვის
კვლევის შედეგები ნაჩვენებია სურათზე 5. დიაგრამიდან შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ სითბოს დანაკარგები შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს თბოიზოლაციის მასალის მიხედვით, ამიტომ ამ უკანასკნელის სწორი არჩევანი ძალიან მნიშვნელოვანია ღუმელების დიზაინის დროს. შერჩეული მასალებიდან მინერალურ ბამბას აქვს საუკეთესო თბოიზოლაციის თვისებები.
სურათი 5 - სითბოს დანაკარგების დამოკიდებულება თბოიზოლაციის მასალაზე
ნახაზები 6, 7 აჩვენებს უფრო დეტალურ შედეგებს გაანგარიშების ორი ვარიანტისთვის. ჩანს, რომ უფრო მოწინავე თბოიზოლაციის გამოყენებისას მცირდება არა მხოლოდ სითბოს დანაკარგები, არამედ კედლის გარე ზედაპირის ტემპერატურაც, რაც აუმჯობესებს ღუმელის პერსონალის სამუშაო პირობებს.
სურათი 6 - გაანგარიშების შედეგები საწყისი მონაცემების ერთი ვარიანტისთვის
სურათი 7 - გაანგარიშების შედეგები საწყისი მონაცემების მეორე ვერსიისთვის
სითბოს დანაკარგების დამოკიდებულება კედლის გარე ზედაპირის ემისიურობაზე
უმეტეს შემთხვევაში, ღუმელის კედლის გარე ზედაპირი წარმოდგენილია რბილი ფოლადისგან დამზადებული გარსაცმით, კოროზიის სხვადასხვა ხარისხით. გარსაცმის გავლენა თბოგამტარობით სითბოს გადაცემაზე მცირეა, მაგრამ რადიაციის მიერ სითბოს გადაცემაზე შეიძლება გავლენა იქონიოს სხვადასხვა ხარისხის სიშავის მქონე საფარების გამოყენებით. ამ ეფექტის შესასწავლად განვიხილავთ საწყისი მონაცემების რამდენიმე ვარიანტს, რომლებიც განსხვავდება მხოლოდ გარე ზედაპირის სიშავის ხარისხით. შესასწავლი კედლის დიზაინი ნაჩვენებია სურათზე 8, იხილეთ ცხრილი 2 სხვა პარამეტრებისთვის.
სურათი 8 - კედლის დიზაინი კვლევისთვის
სურათი 9 და ცხრილი 3 წარმოადგენს კვლევის შედეგებს. ლეგენდაში მითითებულია გარსაცმის მასალა და ფრჩხილებში - მისი სიშავის ხარისხი. ჩანს, რომ სითბოს დანაკარგები მცირდება გარე ზედაპირის ემისიურობის ხარისხის უმნიშვნელო ხარისხით შემცირებით. თუმცა, იმის გათვალისწინებით, რომ ღუმელის გარსაცმის შეღებვის ღირებულება ნაკლებია, ვიდრე დამატებითი თბოიზოლაციის შემოღება, გარსაცმის დაფარვა მსუბუქი ალუმინის საღებავით შეიძლება რეკომენდებული იყოს სითბოს დანაკარგების შესამცირებლად.
ცხრილი 3 - სითბოს დანაკარგების დამოკიდებულება გარე ზედაპირის ემისიურობის ხარისხზე
სურათი 9 - სითბოს დანაკარგების დამოკიდებულება გარე ზედაპირის ემისიურობის ხარისხზე
თბოიზოლაციის უარყოფითი ეფექტი
განვიხილოთ თბოიზოლაციის ეფექტი მაღალი ტემპერატურის ღუმელის კედელზე ტემპერატურის ველზე. ამისათვის განიხილეთ კედლის დიზაინის ორი ვარიანტი. პირველში კედელი შედგება მაგნეზიტის ფენისგან, მეორეში კი მაგნეზიტის ფენისგან და თბოიზოლაციის სახით წიდის მატყლის ფენისგან. ტემპერატურის ველები ამ შემთხვევებისთვის ნაჩვენებია სურათებში 10, 11.
სურათი 10 - ტემპერატურის ველი თბოიზოლაციის არარსებობის შემთხვევაში
სურათი 11 - ტემპერატურის ველი თბოიზოლაციის არსებობისას
თბოიზოლაციის არარსებობის შემთხვევაში, საფარის სამუშაო ფენაში ტემპერატურა იცვლება 472-დან 1675 გრადუსამდე, ხოლო თბოიზოლაციის ფენის არსებობისას 1519 წლიდან 1698 წლამდე. აქედან გამომდინარეობს, რომ თბოიზოლაციის დანერგვა იწვევს ზრდას. უგულებელყოფის ფენის ტემპერატურაზე, რაც უარყოფითად უნდა იმოქმედოს მის გამძლეობაზე.
თბოიზოლაციის ნეგატიური ეფექტი უგულებელყოფის სერვისზე განსაკუთრებით გამოხატულია მაღალტემპერატურულ ღუმელებზე: რკალისებური ფოლადის დნობა, ფეროშენადნობი და ა.შ. წიგნში "ელექტროთერმული პროცესები და დანადგარები" (Aliferov A.I.) ფართოდ არ იყო გამოყენებული. როგორც წესი, ასეთი იზოლაცია იწვევს ტემპერატურის მატებას საფარის სამუშაო ფენაში და მისი გამძლეობის მკვეთრ ვარდნას, განსაკუთრებით დიდ EAF-ზე. უგულებელყოფის შეკეთებისას EAF-ის შეფერხების გამო დანაკარგები ბევრად აღემატება დანაზოგს ელექტროენერგიის მოხმარების შემცირებით კედელში სითბოს ნაკადის შემცირების გამო. ამიტომ, ჩიპბორდის კედლებისა და სარდაფების თბოიზოლაცია, როგორც წესი, ეკონომიკურად წამგებიანია. (ეს დებულება არ ვრცელდება ჩიპბორდის ფსკერის დიზაინზე, რომლისთვისაც გამოიყენება თბოიზოლაცია).
დიდ, მძლავრ EAF-ებზე ცეცხლგამძლე მასალების არადამაკმაყოფილებელი გამძლეობის გამო, უგულებელყოფა იცვლება წყლის გაგრილებული პანელებით. წყლის გაცივებული ზედაპირებიდან ამოღებული სითბოს ნაკადის სიმკვრივის გაზრდის მიუხედავად, სითბოს ნაკადის სიმკვრივესთან შედარებით, მოპირკეთებული ზედაპირების გავლით, ენერგიის მოხმარება მნიშვნელოვნად იზრდება მხოლოდ მცირე სიმძლავრის ღუმელებში. წყლის გაგრილებული პანელების გამოყენება საშუალებას გაძლევთ გაზარდოთ ცეცხლგამძლე საფარის მომსახურების ვადა.
დასკვნები
კვლევის საფუძველზე შეიძლება დავასკვნათ, რომ ქვისა თბოდანაკარგების შემცირების ძირითადი ღონისძიებები იქნება შემდეგი:
თბოიზოლაციის ფენის სისქის გაზრდა
- დაბალი თბოგამტარობის მქონე თბოიზოლაციის მასალების გამოყენება
- კორპუსის შეღებვა მსუბუქი ალუმინის საღებავით (ან სხვა მასალით დაფარვა დაბალი ხარისხის სიშავით)
მაღალტემპერატურული ღუმელებისთვის, თბოიზოლაციის გამოყენების ნაცვლად, მიზანშეწონილია გამოიყენოთ წყლის გაგრილებული კორპუსის პანელები, რაც საშუალებას გაძლევთ გაზარდოთ საფარის სიცოცხლე და დაზოგოთ მისი შეკეთების დროების შემცირება.
წყაროები
1. მარკინ ვ.პ. გამოთვლები სითბოს გადაცემისთვის / V. P. Markin, S. N. Gushchin, M. D. Kazyaev. - ეკატერინბურგი: USTU-UPI, 1998. - 46გვ.2. ვორონოვი გ.ვ., სტარცევი ვ.ა. ცეცხლგამძლე მასალები და პროდუქტები სამრეწველო ღუმელებში და დამხმარე ნაგებობებში / გ.ვ.ვორონოვი, ვ.ა.სტარცევი. - ეკატერინბურგი: USTU-UPI, 2006. - 303გვ.
3. Kut'in V.B. სითბოს დანაკარგების გაანგარიშება ღუმელის შიგთავსებით / V. B. Kut'in, S. N. Gushchin, B. A. Fetisov. - ეკატერინბურგი: USTU-UPI, 1996. - 17გვ.
4. ცეცხლგამძლე მასალები. სტრუქტურა, თვისებები, ტესტები. საცნობარო წიგნი / ჯ. ალენშტეინი და სხვები; რედ. გ.რუჩკა, ჰ.ვუტნაუ. – M.: Intermet Engineering, 2010. – 392გვ.
5. Zobnin V. F., Heat engineering calculations of metallurgical furnaces / V. F. Zobnin, M. D. Kazyaev, B. I. Kitaev et al. - M.: Metalurgy, 1982. - 360 გვ.
6. Aliferov A. I. ელექტროთერმული პროცესები და დანადგარები: სახელმძღვანელო / A. I. Aliferov et al.; რედ. ვ.ნ. ტიმოფეევა, ე.ა. გოლოვენკო, ე.ვ. კუზნეცოვა - კრასნოიარსკი: ციმბირის ფედერალური უნივერსიტეტი, 2007. - 360 გვ.
