Общие требования к выполнению и оформлению практических работ

 

Ход работы:

- изучить теоретический материал;

- выполнить задания;

- описать ход выполнения заданий;

- ответить на контрольные вопросы.

Выполнение практических занятий должно быть оформлено в тетради для практических работ, и включать в себя:

- номер и тему занятия;

- заполненные таблицы;

- схемы и структуры;

- необходимые выводы;

- краткие ответы на контрольные вопросы.

Практическое занятие №1

Тема: Расчет теплопотерь помещений производственного здания

Цели: научиться выполнять расчет теплопотерь помещений производственного здания, пользоваться нормативно-справочной литературой

Вид работы: фронтальный

Время выполнения: 2 часа

 

Теоретический материал

 

Рассчитать теплопотери помещения производственного здания (рис. 1). Расчетная температура внутреннего воздуха в ремонтно-механическом цехе (помещение 1) t_в=16⁰ С, в гараже (помещение 2) 12⁰ С. Размеры ворот 4х3 м, размеры окон 3х2 м. Полы не утепленные по грунту. Высота от внешней поверхности пола по грунту до верха конструкции бесчердачного покрытия составляет 6 м. Здание расположено в г.Тюмень. Толщина наружных стен 300 мм.

Рис. 1. План производственного здания

Из СниП [1] выписываем расчетные температуры наружного воздуха: наиболее холодной пятидневки t_н обеспеченностью 0,92, среднюю температуру t_от.пер. периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8⁰ С и продолжительность этого периода z _от.пер.

Определяем градусо-сутки отопительного периода по формуле:

(11)

По таблице 1б СниП [2] определяем приведенное сопротивление теплопередаче R^тр, м² · ⁰С/Вт, для наружных стен, покрытий и окон. Приведенное сопротивление теплопередаче не утепленных полов на грунте определяем по зонам шириной 2 м, параллельным наружным стенам [3]. Требуемое сопротивление теплопередаче R^тр ворот принимаем в размере 0,6·R^тр стены здания, определенного по формуле (1) СниП [2] при расчетной зимней температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м²·⁰С), определяем по формуле:

 

(2)

Определение потерь тепла каждым помещением в отдельности производят с учетом основных и добавочных потерь тепла путем суммирования потерь тепла через отдельные наружные ограждающие конструкции, рассчитанных по формуле:

(3)

где К – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, определенный по формуле (2); F – расчетная площадь ограждающей конструкции, м², вычисленная после ее обмера в соответствии с правилами обмера [4, с. 91; 5, с.35]; n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху [2, табл. 3]; β - добавочные теплопотери в долях от основных теплопотерь [3, прил. 9].

Расчет теплопотерь сводится в таблицу 1.

Таблица 1

Расчет теплопотерь

№ помещения, его наименование и температура воздуха	Наружные ограждения помещения	0С	Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2·0С)
наименование	ориентация	размеры, м	Площадь, м2

 

Продолжение табл. 1

Добавочные теплопотери β в долях, учитывающие	Множитель учитывающий добавочные теплопотери	Теплопотери, Вт
ориентацию ограждения	инфильтрацию	наличие входных наружных дверей	ограждений	помещений

Добавочные потери тепла на нагревание наружного воздуха, поступающего путем инфильтрации в помещение, следует определять расчетом [3, прил.10]. Для данного здания допускается теплопотери на инфильтрацию принимать в размере 0,1 от основных для вертикальных поверхностей.

Контрольные вопросы:

1. Что такое тепловые потери, тепловые поступления?

2. Что такое количество теплоты?

3. Что такое тепловая устойчивость здания?

3.4. Для каких целей необходимо проводить тепловой расчет

здания?

 

Практическое занятие №2

Тема: Гидравлический расчет двухтрубной системы водяного отопления

Цели: практическое использование теоретических знаний для гидравлического расчета отопительной системы здания, пользоваться нормативно-справочной литературой

Вид работы: фронтальный

Время выполнения: 2 часа

 

Теоретический материал

Произвести гидравлический расчет основного (расчетного) циркуляционного кольца системы отопления (рис. 2) с чугунными секционными радиаторами МС-140-108. Трубы стальные водогазопроводные (ГОСТ 3262-75*) легкие.

Рис.2. Схема двухтрубной системы отопления с нижней разводкой

Рис. 3. Расположение элеваторного угла в подвале

 

Целью гидравлического расчета трубопроводов системы отопления является выбор таких диаметров трубопроводов для наиболее протяженного и нагруженного циркуляционного кольца системы, по которым при располагаемом перепаде давлений в системе обеспечивается пропуск заданных расходов теплоносителя.

В системе отопления, изображенной на рисунке 2, имеются две ветки, длина которых примерно одинакова. Расчетное циркуляционное кольцо находится в ветке с большей тепловой нагрузкой. В насосной двухтрубной системе отопления с тупиковым движением воды расчетным кольцом считается кольцо через нижний наиболее нагруженный прибор стояка, наиболее нагруженного и удаленного от теплового пункта.

Расчетное циркуляционное кольцо разбивается на расчетные участки. Расчетным участком является такой участок трубопровода, по которому проходит постоянный расход воды и диаметр которого постоянен. Границами участков являются тройники и крестовины.

Расчет сводится в таблицу 2, которая заполняется следующим образом.

Графа 1. Нумеруются участки как подающей, так и обратной магистрали.

Графа 2. На схеме системы отопления (рис. 5) над условным знаком отопительного прибора проставлена тепловая нагрузка отопительного прибора. Тепловая нагрузка расчетного участка определяется тепловой нагрузкой приборов, обслуживаемых этим участком.

Графа 3. Расход воды на участке G, кг/ч, определяем по формуле:

(4)

где Q - тепловая нагрузка участка, Вт; β₁ – коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов за счет округления сверх расчетной величины [3, табл. 1 прил. 12; 5, табл. 9.4]; β₂ – коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами у наружных ограждений [3, табл. 2 прил. 12; 5, табл. 9.5].

 

Таблица 2

Гидравлический расчет трубопроводов

№ участка	Тепловая нагрузка участка Q, Вт	Расход воды на участке G, кг/ч	Длина участка l, м	Диаметр трубы Ду, мм	Скорость воды v, м/с	Удельная потеря давления на трение R, Па/м

 

Продолжение таблицы 2

Потеря давления на трение R·l, Па	Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке Σζ	Динамическое давление Рд, Па	Потеря давления в местных сопротивлениях Z=Рд·Σζ, Па	Суммарная потеря давления на участке R·l+Z, Па	Местные сопротивления коэффициентов местных сопротивлений

Графа 4. Длина участка определяется с точностью до 0,1 м. Затем определяем общую длину трубопроводов расчетного циркуляционного кольца Σl и по формуле ΔР_н=100Σl, определяем перепад давлений, создаваемый циркуляционным насосом ΔРн. По формуле ΔР_р = ΔРн + 0,4ΔРе; определяем ΔР_р. Определяем ориентировочное значение R_ср, Па/м, удельной потери давления на трение:

(5)

 

где 0,9 – коэффициент, показывающий, что 10% от ΔР_р. Идет в запас на неучтенные потери давления; х=0,65 – доля потерь давления на трение для систем водяного отопления с искусственной циркуляцией.

Графы 5-7. По таблицам [5, табл. П.1-П.2 прил. П]в зависимости от Rср. и расхода воды на участке G определяем диаметры трубопроводов Ду, скорости υ воды и удельные потери давления на трение R. Следует учитывать, что скорости движения воды в трубопроводах не должны превышать допустимых значений [3, прил. 14]. Диаметр трубопроводов, соединяющих элеватор с системой, должен подбираться исходя из удельной потери давления 20-40 Па/м [6].

Графа 9. К местным сопротивлениям относятся вентили, пробковые краны, трехходовые краны, тройники, крестовины, отводы и другие фасонные части и арматура. Коэффициенты местных сопротивлений определяются по таблицам [5, прил. П, табл. П.10-П.20]. Значения коэффициентов местных сопротивлений тройников и крестовин относят к тем участкам трубопроводов, по которым проходит разделенный поток, т.е. к участкам с меньшим расходом.

В графе 13 условными знаками указываются величины коэффициентов местных сопротивлений.

Графа 10. Величина динамического давления определяется по таблице [5, прил. П табл. П.13] в зависимости от скорости движения воды при Σ ξ=1.

После определения потерь давления на участках (графа 12) определяется суммарная потеря давления в расчетном циркуляционном

кольце, состоящем из N последовательно соединенных участков и сравнивается с располагаемым перепадом давления. Должно выполняться равенство:

(6)

После определения диаметров трубопроводов расчетного циркуляционного кольца производится гидравлический расчет трубопроводов остальных веток системы отопления и определяется невязка, %, в потерях давления в отдельных ветках по формуле:

(7)

 

где - суммарная потеря давления в расчетном циркуляционном кольце, Па; Σ(R·l+Z)_общ.уч - потери давления в общих участках, входящих в состав сравниваемых колец или ветвей системы отопления, Па; Σ(R·l+Z)_в - потери давления, Па, в той ветке системы отопления, потери давления в которой сравниваются с потерями давления в расчетном циркуляционном кольце.

Невязка в расчетных потерях давления для систем водяного отопления при тупиковой разводке трубопроводов не должна превышать 15% [3, п. 3.33]. Увязка потерь давления производится за счет изменения диаметров трубопроводов на отдельных участках как подающего, так и обратного трубопроводов.

Контрольные вопросы:

1. Какие системы называют двухтрубными. Поясните принцип их работы?

2. Опишите преимущества и недостатки двухтрубных систем водяного отопления?

3. Какими факторами вызываются местные сопротивления?

4. Как определяется циркуляционное давление в кольце?

4.

Практическое занятие №3

Тема: Гидравлический расчет однотрубной системы водяного отопления

Цели: практическое использование теоретических знаний для гидравлического расчета отопительной системы здания, пользоваться нормативно-справочной литературой

Вид работы: фронтальный

Время выполнения: 2 часа

 

Теоретический материал

 

Произвести гидравлический расчет основного циркуляционного кольца системы отопления (рис. 4) с чугунными секционными радиаторами МС-140-108. Трубы стальные водогазопроводные (ГОСТ 3262-75*) легкие. Определить диаметр стояков 2 и 5.

Рис 4. Схема однотрубной системы отопления с нижней разводкой

В насосной вертикальной однотрубной системе с тупиковым движением воды за расчетное циркуляционное кольцо принимается кольцо через наиболее нагруженный стояк из удаленных от теплового пункта.

В однотрубных системах водяного отопления потери давления в стояках должны составлять не менее 70% общих потерь давления в циркуляционных кольцах без учета потерь давления в общих участках [3, п. 3.31].

При гидравлическом расчете промежуточных стояков могут применяться составные стояки из труб разного диаметра для увязки потерь давления. При невозможности увязки потерь давления путем изменения диаметра труб стояки диафрагмируют. Диаметр диафрагмы, мм, определяют по формуле:

(8)

где G_ст - расход воды в стояке, кг/ч; ΔР_д - необходимые для увязки потери давления в диафрагме, Па.

Гидравлическую увязку промежуточных стояков можно осуществлять, устанавливая на этих стояках балансировочные клапаны.

Контрольные вопросы:

1. Опишите преимущества и недостатки однотрубных систем отопления?

2. Какие бывают схемы присоединения систем отопления здания к источнику теплоснабжения?

3. Преимущества независимой схемы?

4. Описать работу бифилярной системы отопления?

5. Как определяются потери давления в местных сопротивлениях и от чего они зависят?

 

Практическое занятие №4

Тема: Расчет нагревательной поверхности отопительных приборов в однотрубном стояке системы водяного отопления

Цели: практическое использование теоретических знаний для расчета нагревательной поверхности приборов, пользоваться нормативно-справочной литературой

Вид работы: фронтальный

Время выполнения: 2 часа

 

Теоретический материал

 

Определить число секций чугунного секционного радиатора МС-140-108, установленного в стояке 1 (рис. 4). Температуру внутреннего воздуха, диаметр трубопроводов и расстояние до строительных конструкций принять по рис. 5.

 

Рис. 5. Однотрубный проточно-регулируемый П-образный стояк с двухсторонним подключением отопительных приборов к стояку и смещенными обходными участками

Таблица 3

Расчет отопительных приборов (в однотрубном стояке)

№ прибора по ходу воды	Тепловая нагрузка прибора Qп, Вт	Температура воздуха в помещении tв, 0С	Сумма дополнительной теплоотдачи труб и приборов до данного помещения ΣQтр, Вт	Разность температур Δtср, 0С	Экспериментальные числовые показатели	Расчетная плотность теплового потока qпр, Вт/м2
п	р

Продолжение таблицы 3

Теплоотдача 1 м вертикальных труб qв, Вт/м	Теплоотдача 1 м горизонтальных труб qг, Вт/м	Теплоотдача теплопроводов открыто проложенных в помещении Qтр, Вт	Расчетная площадь отопительного прибора Ар, м2	Число секций чугунного радиатора
По расчету N	к установке Nуст

 

Средняя температура воды в отопительном приборе с тепловой нагрузкой Qп, Вт, присоединенном к вертикальному однотрубному стояку в жилых и общественных зданиях, определяется по формуле:

(9)

где ΣΔt_м - суммарное понижение температуры воды, ⁰С, на участках подающей магистрали от начала системы до рассматриваемого стояка [5, с. 45]; ΣQ_п - сумма расчетных тепловых нагрузок приборов, Вт, расположенных по направлению движения воды в стояке до рассматриваемого отопительного прибора; ΣQ¹_тр - сумма дополнительной теплоотдачи, Вт, труб и приборов до рассматриваемого помещения (для одного открыто проложенного этажа стояка принимается в размере 115 Вт); α - коэффициент затекания воды в отопительный прибор [5, табл. 9.3]; G_ст - расход воды в стояке, кг/ч, определенный по формуле 4; с=4187 кгК/Дж - удельная массовая теплоемкость воды.

Расчетная плотность теплового потока отопительного прибора q_пр, Вт/м², определяется по формуле:

(10)

где Δt_ср=t_ср-t_в, ⁰С, - разность между средней температурой воды в приборе и температурой воздуха в помещении; п, р - экспериментальные числовые показатели, принимаются по таблице [5, табл. 9.2] в зависимости от типа отопительного прибора, направления движения и расхода теплоносителя; G_пр – расход воды через отопительный прибор, кг/ч; q_ном - номинальный тепловой поток прибора, Вт/м², определяется по формуле:

(11)

где Q_ну - номинальный тепловой поток прибора, Вт [5, прил.Х, табл. Х.1]; А – площадь нагревательной поверхности прибора, м² (для чугунного секционного радиатора берется площадь одной секции) [5, прил. Х, табл. Х.1]. Теплопередача открыто проложенных в рассматриваемом помещении теплопроводов определяется по формуле:

(12)

где q_в и q_г - теплоотдача одного метра вертикальных и горизонтальных труб, Вт/м [5, табл. П.22], принимается в зависимости от диаметра и Δtср; l_в, l_г - длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах помещения, м.

Расчетная площадь отопительного прибора, м², определяется по формуле:

(13)

где 0,9 – поправочный коэффициент, учитывающий долю теплопередачи открыто проложенных в помещении теплопроводов, полезную для поддержания заданной температуры воздуха в помещении.

Число секций в чугунном радиаторе определяется по формуле:

(14)

где А – площадь одной секции, м², типа радиатора, принятого к установке в помещении; β₄ - поправочный коэффициент, учитывающий способ установки радиатора в помещении [5, табл. 9.12]; β₃ - поправочный коэффициент, учитывающий число секций в одном радиаторе.

Для радиаторов типа М-140 β₃ определяется по формуле:

(15)

Если расчетное число секций по формуле 14 получается не целое, то к установке принимается ближайшее большее число секций N_уст.

Для радиаторов стальных панельных колончатых типоразмер радиатора выбирается непосредственно по значению А_р, необходимость в графе 15 отпадает, а в графе 14, обозначенной «тип радиатора», пишется подобранный тип радиатора, например, РСВ1-5.

 

Контрольные вопросы:

1. Как определяется теплоотдача от нагревательных приборов в помещение?

2. Как определить число секций нагревательного прибора?

3. Как определить расчетную площадь нагревательной поверхности?

4. Как определяется средняя температура теплоносителя в приборе?

 

Практическое занятие №5

Тема: Расчет нагревательной поверхности отопительных приборов в двухтрубном стояке системы водяного отопления

Цели: практическое использование теоретических знаний для расчета нагревательной поверхности приборов, пользоваться нормативно-справочной литературой

Вид работы: фронтальный

Время выполнения: 2 часа

 

Теоретический материал

Определить число секций чугунного секционного радиатора МС-140-108, установленного в стояке 1 (рис. 2). Температуру внутреннего воздуха, диаметр трубопроводов и расстояние до строительных конструкций принять по рис. 6. Расчет сводится в таблицу 4.

Рис. 6. Двухтрубный стояк системы водяного отопления с нижней разводкой с двухсторонним подключением отопительных приборов к стояку

Таблица 4

Расчет отопительных приборов (в однотрубном стояке)

№ помещения	Тепловая нагрузка прибора Qп, Вт	Температура воздуха tв, 0С	Разность температур Δtср, 0С	Экспериментальные числовые показатели	Расчетная плотность теплового потока qпр, Вт/м2
п	р	с

 

Продолжение таблицы 4

Теплоотдача 1 м вертикальных труб qв, Вт/м	Теплоотдача 1 м горизонтальных труб qг, Вт/м	Теплоотдача теплопроводов открыто проложенных в помещении Qтр, Вт	Расчетная площадь отопительного прибора Fр, м2	Число секций чугунного радиатора
по расчету N	к установке Nуст

 

Средняя температура воды в отопительном приборе, присоединенном к стояку двухтрубной системы отопления, определяется по формуле:

(16)

где t_г и t_о - то же, что в формуле:

(17)

ΣΔt_м – то же, что в формуле 9; ΣΔt_п.ст. - суммарное понижение температуры воды на участках подающего стояка от магистрали до рассчитываемого прибора, ⁰С, определяется по формуле:

(18)

где q_в.i - теплоотдача 1 м вертикальной трубы, Вт/м, на i-м участке подающего стояка, принимается в зависимости от диаметра участка подающего стояка, разности температуры теплоносителя tг и окружающего воздуха t_в [5, табл. П.22]; l_уч.i - длина i-го участка подающего стояка, м; G_уч.i – расход воды, кг/ч, на i-м участке подающего стояка.

Расчетная плотность теплового потока отопительного прибора q_пр, определяется по формуле:

(19)

где Δt_ср = t_ср – t_в , ⁰С- разность между средней температурой воды в приборе и температурой воздуха в помещении; п, р, с – экспериментальные числовые показатели, принимаются по таблице [5, табл. 9.2] в зависимости от типа отопительного прибора, схемы присоединения прибора и расхода воды через отопительный прибор G_пр., кг/ч; q_ном - номинальный тепловой поток прибора, Вт/м², определяется по формуле 11.

Теплоотдача открыто проложенных в рассматриваемом помещении теплопроводов определяется по формуле 12.

Расчетная площадь отопительного прибора определяется по формуле 13.

Число секций в чугунном радиаторе определяется по формуле 14.

 

Контрольные вопросы:

1. Как определяется расчетная площадь отопительного прибора?

2. Как определяется плотность теплового потока отопительного прибора?

3. Как определить расчетную площадь нагревательной поверхности?

4. Как определяется средняя температура теплоносителя в приборе?

 

Практическое занятие №6

Тема: Расчет и подбор элеватора

Цели: практическое использование теоретических знаний для расчета и подбора элеватора, пользоваться нормативно-справочной литературой

Вид работы: фронтальный

Время выполнения: 2 часа

 

Теоретический материал

Подобрать водоструйный элеватор для системы отопления здания, имеющего тепловую нагрузку Q_зд=100 000 Вт. Перепад давлений, создаваемый элеватором, ΔР_Н=10кПа. Температура воды во внешней тепловой сети t₁=150 ⁰С, температура воды в подающем трубопроводе системы отопления t_г=115 ⁰С, температура воды в обратном трубопроводе системы отопления t_о=70 ⁰С. Отопительные приборы – радиаторы МС-140-108 (β₁=1,04; β₂=1,02).

Диаметр горловины водоструйного элеватора d_г, см, определяется по формуле:

(20)

где G_c - расход воды в системе отопления, определенный по формуле 4 и выраженный в т/ч; ΔР_Н - насосное циркуляционное давление для системы отопления, выраженное в кПа.

По вычисленному значению диаметра горловины подбирают [6, табл. 24.4; 4, с. 246] номер элеватора, имеющего диаметр горловины, ближайший меньший к полученному по формуле 20.

Коэффициент смешения элеватора определяется по формуле:

(21)

Диаметр сопла элеватора определяется с точностью до 0,1 мм с округлением в меньшую сторону по формуле:

(22)

 

Диаметр сопла следует принимать не менее 3 мм [7]. Необходимая для действия элеватора разность давлений в наружных теплопроводах при вводе их в здание ΔР_т, кПа, определяется по формуле:

(23)

 

Контрольные вопросы:

1. Опишите принцип работы водоструйного элеватора?

2. Как диаметр горловины водоструйного элеватора?

3. Как определить диаметр сопла?

4. Как определяется разность давлений?

 

Практическое занятие №7

Тема: Расчет поверхности нагрева отопительных приборов из гладких труб

Цели: практическое использование теоретических знаний для расчета поверхности нагрева отопительных приборов из гладких труб, научиться пользоваться нормативно-справочной литературой

Вид работы: фронтальный

Время выполнения: 2 часа

 

Теоретический материал

Определить поверхность нагрева отопительного прибора из труб диаметром 108х4 мм. Тепловая нагрузка прибора Q = 5 кВт, температура внутреннего воздуха t_в = 16 ⁰С. Параметры теплоносителя: t_г=150 ⁰С, t_о = 70 ⁰С. Теплоотдачу подводок и магистралей не учитывать. Длина прибора ограничивается расстоянием между колоннами здания – 6 м. В системах отопления в качестве отопительных приборов применяются гладкие трубы с диаметром от 32 до 150 мм. Площадь поверхности таких приборов, м², определяется [8] по формуле:

(24)

 

где Q - тепловая нагрузка прибора, Вт; К – коэффициент теплопередачи отопительного прибора, Вт/(м^{2 0}С), принимается по табл. 5; t_ср - средняя температура теплоносителя, ⁰С; t_в– температура воздуха в помещении, ⁰С.

Отопительные приборы из гладких труб обычно подключают к магистралям или стоякам по двухтрубной схеме. Средняя температура воды в приборе при этой схеме определяется по формуле 16.

Для пара средняя температура теплоносителя равна температуре пара.

 

Таблица 5

Значение коэффициента теплопередачи отопительного прибора, Вт/(м^{2 0}С)

Отопительные приборы	Вода при (tср-tв), 0С	Пар
60-70	70-80	свыше 80
Трубы стальные при диаметре одной трубы 38-100 мм 125-150 мм Регистр из нескольких труб (одна над другой)	12,2 12,2     10,5	12,8 12,2     10,5	13,4 12,2     10,5	13,9 13,4     12,8

 

При установке стальных труб сначала принимают один ряд труб по высоте, задаются диаметром трубы и определяют площадь поверхности нагрева F, затем вычисляют длину трубыl, м, по формуле:

(25)

 

где d – наружный диаметр трубы, м.

Если эта длина трубы неприемлема по условиям размещения отопительного прибора, то принимают больший диаметр трубы и вычисляют Fи l. Если полученная новая длина трубы также неприемлема, то переходят к регистру из нескольких труб и вычисляют F, а затем длину труб по формуле:

(26)

где n– число труб по высоте.

 

Контрольные вопросы:

1. По какой схеме подключают отопительные приборы?

2. Как определяется площадь поверхности отопительных приборов?

3. Как определить длину трубы?

4. Чему равна средняя температура теплоносителя?

 

Практическое занятие №8

Тема: Расчет отопительного прибора электрического отопления

Цели: практическое использование теоретических знаний для расчета отопительного прибора электрического отопления, научиться пользоваться нормативно-справочной литературой

Вид работы: фронтальный

Время выполнения: 2 часа

 

Теоретический материал

Электроприбор должен выделять тепла Q=610 Вт; напряжение на зажимах прибора U =100В; температура проволоки tпров.=100⁰С; температура внутреннего воздуха t_в=20 ⁰С. Определить длину проволоки из хромникеля.

Мощность электроприбора, Вт, определяется [9] по формуле:

(27)

 

где d - диаметр проволоки, мм; l – длина проводника, м; α – коэффициент теплопередачи, Вт/(м² ·⁰С); tпров. – температура проводника, ⁰С; t_в – температура воздуха, окружающего проводник, ⁰С.

Удельное сопротивление проводника, Ом·мм²/м, при любой температуре, отличной от 20 ⁰С, определяется по формуле:

(28)

 

где с₂₀ – удельное сопротивление проводника, Ом·мм²/м,

при температуре 20 ⁰С, принимается по табл. 6; α_c – температурный коэффициент сопротивления электропроводности материала проводника, 1/⁰С, отнесенный к 1⁰ повышения температуры, принимается по таблице 6.

 

Таблица 6

Свойства некоторых проводников

Свойство
нихром	константан	никелин	хромоникель
с20[Ом·мм2/м] αс[1/0С]	1,1 0,00075	0,48 0,00004	0,41 0,000067	1,1 0,00025

 

По закону Ома сила тока, А, определяется по формуле:

(29)

Сопротивление проводника R, Ом, определяется по формуле:

(30)

Тепловая мощность прибора, Вт, определяется по формуле:

(31)

Подставляя значение сопротивления проводника, определенное по формуле 30 в выражение 31, получаем:

(32)

Приравняв выражения 27 и 32 находим длину проводника l, м, по формуле:

(33)

Если d =0,5-2 мм и tпров. =100оС, то α =35-52 Вт/(м2.оС). Большие значения коэффициента теплоотдачи относятся к меньшим диаметрам проволоки.

По формуле 33 определяется длина проводника при прямолинейной затяжке. При спиральной навивке вследствие ухудшения условий теплоотдачи и проявления индуктивности температура проводника повышается примерно на 20%. Для того, чтобы и при спиральной навивке температура проводника не превышала принятую при определении прямолинейного проводника ее снижают на 20% и проверяют по формуле Кирхгофа, будет ли достигнута необходимая температура проводника при спиральной навивке:

(34)

где t_сп – температура проводника при спиральной навивке,⁰С; t_пр. – принятая сниженная температура условно прямолинейной проволоки, ⁰С; δ – расстояние между витками спирали, мм.

Диаметр проводника, мм, можно определить по эмпирической формуле:

(35)

где К – вспомогательная величина, определенная по формуле:

(36)

 

Площадь поперечного сечения этой проволоки, мм², определяется по формуле:

(37)

Длина проводника, м, определяется по формуле:

(37)

Контрольные вопросы:

1. Как определяется длина проводника при прямолинейной затяжке?

2. Как определяется удельное сопротивление проводника?

3. Как определить тепловую мощность прибора?

4. Как определить мощность прибора?

 

Список литературы

Основная:

1. СниП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика [Текст] / Минстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2007. – 140 с.

2. СниП П-3-79*. Строительная теплотехника [Текст] / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 2008. – 29 с.

3. СниП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование[Текст] / Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 2009. – 66 с.

4. Богословский В.Н. Отопление [Текст]: учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности "Теплогазоснабжение и вентиляция" / В. Н. Богословский, А. Н. Сканави. - М.: Стройиздат, 2007. - 736 с

5. Варфоломеев Ю.М. Отопление и тепловые сети [Текст]: учебник для студентов средних специальных учебных заведений, обучающихся по специальности 2914 "Монтаж и эксплуатация внутренних сантехнических устройств и вентиляции" / Ю. М. Варфоломеев, О. Я. Кокорин. - изд. испр. - М.: Инфра-М, 2010. - 480 с.

6. Сибикин Ю.Д. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха [Текст]: учебное пособие для студентов учреждений СПО по специальности 140102 "Теплоснабжение и теплотехнические оборудование" / Ю. Д. Сибикин. - 5-е изд., стер. - Москва: Академия, 2008. - 303 c.

7. СП 41-101-95. Проектирование тепловых пунктов [Текст] / Минстрой России. – М.: ЦИТП Минстроя России, 1995. – 66 с.

8. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях [Текст]: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. текстильного профиля / под ред. В. Н. Талиева. - М.: Легпромиздат, 2008. – 256 с.

9. Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей [Текст]: справочник / Манюк, В.И. - 3-е изд.,перераб.и доп. - М.: Стройиздат, 2008. - 432 с

 

Дополнительная:

1. Боровков В.М. Ремонт теплотехнического оборудования и тепловых сетей [Текст]: учебник для образовательных учреждений, реализующих программы среднего профессионального образования / В. М. Боровков, А. А. Калютик, В. В. Сергеев. - М.: Академия, 2011. - 199 с.

2. Дроздов В.Ф. Отопление и вентиляция [Текст]: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Теплогазоснабжение и вентиляция" / В. Ф. Дроздов. - М.: Высшая школа, 1984 -264 с.

3. Кострюков В.А. Отопление и вентиляция [Текст]: учебник для техникумов / В. А. Кострюков. - М.: Стройиздат, 1965 – 328 с.

4. Фокин С.В. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: устройство, монтаж и эксплуатация [Текст]: учебное пособие для студентов образовательных учреждений профессионального образования / С. В. Фокин, О. Н. Шпортько. - М.: Альфа-М: ИНФРА-М, 2011. - 368 с.

 

Учебное издание

 

 

ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ

 

методические указания для практических занятий по дисциплине «Отопление и вентиляция» для студентов специальности 140102.51 «Теплоснабжение и теплотехническое оборудование»

Составитель Ф.А. Шамурадов

В авторской редакции

 

Подписано в печать _________ Формат 60х90 1/16. Усл. печ. л. ___

Тираж 30 экз. Заказ № ___