Determinarea pierderilor de căldură și a eficienței

INSULAREA TERMICĂ A CONDUCTEI

CU THERMOMER

Scopul lucrării. familiarizarea cu metoda de izolare termică tubulatură de control al eficienței într-un mediu industrial, determinarea pierderilor de căldură de la 1 m 2 și suprafața exterioară a 1 lungimi metru de țeavă izolată, iar coeficientul de conductivitate termică și un diametru critic de izolare prin contor de energie termică.







Pentru a verifica eficiența izolației termice a conductelor în condiții industriale, servește un contor de energie termică. Metoda peretelui suplimentar se bazează pe lucrarea termometrului. Constă în faptul că suprafața izolației, pierderile de căldură care este necesară pentru a determina un perete suplimentar fixat etanș cunoscut grosime dc cu dop un cunoscut termic conductivitate dop lc (Fig. 4.1.).

Măsurarea temperaturilor tc2 și tc3 pe suprafața peretelui suplimentar sau diferența dintre acestea. este posibil să se determine fluxul de căldură specific care trece prin el, conform formulei

Dacă peretele suplimentar rezistența termică a conducție termică este mică în comparație cu rezistența termică a conductivității termice a peretelui de bază (izolație termică) și apoi trece prin peretele investigat în starea de echilibru același termic QF flux termic. Pentru a reduce rezistența termică a peretelui suplimentar, acesta este realizat dintr-o grosime mică și dintr-un material cu un coeficient mare de conductivitate termică. Aceasta duce la o scădere semnificativă a căderii de temperatură în peretele suplimentar și, în consecință, la problema preciziei măsurării sale.

Creșterea preciziei măsurării diferenței de temperatură în peretele suplimentar permite un termocuplu diferențial cu mai multe distanțe. Este un număr mare de termocupluri conectate într-o secvență specială. În acest caz, chiar și o mică diferență de temperatură corespunde unei forțe electromotoare semnificative, măsurată destul de precis printr-un galvanometru simplu.

Instalația experimentală de laborator prezentată în Fig. 4.2, constă dintr-o conductă metalică 1 cu izolație termică aplicată la ea 2. Capetele acestei conducte izolante 6 sunt, de asemenea, izolate termic.

În interiorul țevii există un încălzitor electric 5. Puterea termică emisă de un încălzitor electric este reglată de un transformator de laborator 12. Valoarea acestei puteri este determinată de indicațiile ampermetrului A și voltmetrului V.

Figura 4.2. Schema de instalare experimentală și măsurători pentru determinarea pierderilor de căldură de pe suprafața unei conducte izolate utilizând un contor de energie termică: 1 țeavă;

2 - izolarea termică a țevii; 3 - curele de protecție ale peretelui suplimentar;

4 - cureaua de măsurare (contorul de căldură) a peretelui suplimentar; 5 - încălzitor electric;

6 - izolarea termică a capetelor; 7 - comutator termocuplu (comutator de comutare);

8 - milivoltmetri; 9 - termocupluri; 10 - lampă de control; 11 - comutatorul;

12 - transformator de laborator; 13 - termocuplu diferențial multistrat; 14 - potențiometru.

La suprafața exterioară a stratului izolator, cureaua de măsurare 4 (contorul de căldură) este fixată strâns, sub forma unui perete suplimentar. Este o bandă de cauciuc cu grosimea de 3 mm, o lățime de 60 mm și o circumferință de 425 mm. Pentru a elimina pierderile de căldură neefectuate de la capetele curelei de măsurare, pe ambele părți, centurile de siguranță 3 sunt plasate aproape de aceste capete. Ele diferă de cureaua de măsurare doar cu o lățime mai mică.







Pentru a măsura diferența de temperatură prin grosimea este învelită într-un debitmetru de căldură 100 termocupluri (termocuple), interconectate în serie printr-un circuit de diferential 13. In acest caz, joncțiunile termocuplu ale elementelor chiar și termice sunt dispuse pe o parte a contorului de energie termică și ciudat - pe cealaltă parte. Rezistența termică a conductivității termice a contorului de căldură poate fi considerată constantă. În acest sens, conform ecuației (4.1), valoarea fluxului de căldură specific qF determinată este direct proporțională cu scăderea temperaturii măsurată. Dacă contorul de căldură este fabricat din fabrică, scala dispozitivului său secundar este calibrată direct în unitățile de măsură qF. și anume în W / m 2. În instalația de laborator, diferența de temperatură este măsurată de potențiometrul PP-63 în milivolți. Pentru tranziția la qF, graficul dependenței qF = ƒ (# 916; tc add), situat pe stand, servește.

Măsurătorile de temperatură pe suprafețele interioare și exterioare ale stratului termoizolant sunt realizate de un termocuplu 9 conectat prin comutatorul 7 la un milivoltmetru 8.

ORDINEA DE PERFORMANȚĂ

1. Verificați starea de funcționare a instalației: pornirea instalației prin lampa de control, conectarea termometrului la potențiometru, utilizarea transformatorului de laborator și comutatorul termocuplului, citirea instrumentului.

2. Pregătiți raportul de măsurare. Forma protocolului este prezentată mai jos.

3. Instalați curentul furnizat de antrenor cu ajutorul transformatorului care alimentează încălzitorul electric. Citirea ampermetrului și a voltmetrului trebuie înregistrată în raportul de măsurare.

4. După 15 - 20 de minute pentru a începe măsurarea diferenței de temperatură în (zona de măsurare) debitmetru de căldură prin potentiometru PP - 63, iar temperatura pe suprafețele interioare și exterioare ale izolației căldurii prin milivoltmetru. Pentru a măsura temperatura ambiantă, utilizați un termometru de sticlă adecvat. Repetați măsurătorile la fiecare 5 minute.

5. După atingerea unui regim de temperatură staționară, când citirile de temperatură rămân neschimbate în timpul ultimelor 3 măsurători, măsurătorile și înregistrarea rezultatelor lor sunt finalizate.

Atenție Pornirea și oprirea curentului, precum și modificarea valorii sale, se realizează în prezența și sub supravegherea instructorului.

Protocolul de măsurare pentru munca de laborator 4

Experiență № ___________ Ora de începere __________ Data de încheiere __________ Data _______

PROCESAREA REZULTATELOR MĂSURĂRII

Pentru procesare se utilizează numai acele rezultate ale măsurătorilor obținute cu starea de echilibru a stării termice a configurației experimentale.

Valoarea experimentală a fluxului specific de căldură qF. trecerea prin contorul de căldură este determinată din graficul qF = ƒ (# 916; t) din diferența de temperatură măsurată în laborator T în milivolți (vezi protocolul de măsurare). Programul este pe stand. Când starea termică este constantă, valoarea qF este egală cu pierderile termice cu 1 m 2 din suprafața de izolare termică.

În practică, se utilizează adesea conceptul de pierderi termice liniare. Recalcularea pierderilor de căldură de la 1 m 2 din suprafața izolatoare la 1 metru liniar din lungimea stratului cilindric al acestei izolații se realizează prin formula

unde d2 este diametrul exterior al izolației termice (d2 = 135 mm).

Instalația experimentală luată în considerare în această lucrare de laborator, pe lângă pierderile termice, face posibilă determinarea experimentală a valorii conductivității termice a izolației termice. Pentru a face acest lucru, vom folosi următoarea formulă

unde d1 este diametrul interior al izolației termice (d1 = mm); tc1 și tc2 - temperatura măsurată pe suprafața interioară și exterioară a izolației termice.

Pentru a evalua pe deplin eficiența izolației termice a conductei, cunoașterea mărimii pierderilor de căldură qF și a coeficientului de conductivitate termică # 955; nu este suficient. Pentru a le completa, mai întâi, utilizând rezultatele măsurătorilor obținute, este necesar să se găsească coeficientul de transfer de căldură de pe suprafața exterioară a izolației în mediul înconjurător. În acest caz, binecunoscuta ecuație Newton-Richmann ia forma

unde # 945; 2 - coeficient de transfer de căldură de la suprafața exterioară a izolației la mediu; tzh este temperatura ambiantă.

După aceasta, diametrul critic al izolației termice se calculează prin formula

Pentru o concluzie definitivă cu privire la eficacitatea studiului de izolare termică, este necesar să se compare valoarea cu diametrul interior al izolației d1. Dacă este mai mică sau egală cu d1. atunci izolarea termică superioară este eficientă. Altfel, adică la mai mult d1. Izolarea termică aplicată conductei poate crește pierderile de căldură, mai degrabă decât să le reducă așa cum ar trebui să fie. În consecință, costul izolației termice fie total sau parțial poate fi inutil.

Rezultatele principale ale măsurătorilor experimentului sunt introduse în tabel conform formularului atașat.

Măsurători de bază și rezultate experimentale







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: