Расчет водонагревателя электрического НЭ-1А
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
В±жен двумя патрубками, один из которых находится в его нижней части, другой - в верхней части. На водонагревателе под съемным кожухом укреплен шкаф с пусковой аппаратурой и приборами автоматики. Автоматическое регулирование температуры воды осуществляется термосигиализатором ТС-100 и магнитным пускателем. Датчик термосигнализатора смонтирован на крышке вместе с тэнами, а его чувствительный патрон находится на верхней части водонагревателя.
Термосигнализатор имеет три стрелки - две задающие и одну указывающую. Задающие стрелки устанавливают на минимальную (желтую) и на максимальную (красную) температуру воды.
Запорная и регулирующая арматура установлена на трубопроводе холодной воды. Водонагреватель имеет защиту ТЭНов от сухого хода. Во время работы аппарата вода в резервуаре нагревается и поднимается в его верхнюю часть. Объем воды увеличивается, но давление ее не повышается, поскольку горячей воде открыт выход через трубопровод. Когда температура воды в верхней, чисти резервуара достигает верхнего заданного предела, ТЭНы отключаются, а подача холодной воды в водонагреватель прекращается. При разборе горячей воды температура в резервуаре снижается и по достижении температуры нижнего заданного предела, ТЭНы включаются.
1.2 Техническая характеристика водонагревателя электрического НЭ-1А
Таблица 1 - Техническая характеристика водонагревателя электрического НЭ-1А
ПоказателиЕденица измерения НЭ-1А Производительность при температуре поступающей воды не ниже 7 С дм3/ч 160Емкость резервуара дм333Температура нагретой воды С90-95 Мощность кВт18Кпд ,5Количество тэнов шт9Габариты: длина ширина высота мм мм мм 605 385 675Масса кг 65НапряжениеВ380/220ТокГц502. Расчетная часть
.1 Расчет производительности аппарата
Работа кипятильников и водонагревателей характеризуется нормальной теоретической и действительной (технической) производительностью, удельной производительностью, удельным расходом энергоносителя, коэффициентом полезного действия аппарата (кпд), напряжением поверхности нагрева, металлоемкостью.
Производительность кипятильников и водонагревателей, при прочих равных условиях, зависит от температуры воды, поступающей в нагревательное устройство, и от температуры ее закипания, которая, в свою очередь, зависит от барометрического давления. В связи с этим при определении производительности водогрейных устройств введены понятия: нормальный кипяток и нормальная производительность, одновременно являющаяся и теоретический производительностью.
Нормальным кипятком условно принято называть воду, нагретую от 10 до 100 С; при этом на нагрев 1 л воды затрачивается 337 кДж теплоты.
В технических расчетах кипятильников принято пользоваться нормальным кипятком и нормальной производительностью, а при расчетах водонагревателей - стандартной производительностью. Под нормальной (теоретической) производительностью кипятильника понимают количество нормального кипятка, полученного за 1 ч работы аппарата.
Под стандартной производительностью водонагревателя понимают количество нагретой воды от 10 до 90С, при этом на нагрев 1 л воды затрачивается 335 кДж. Стандартная производительность водонагревателя определяется по формуле:
Dст = Dдв [(tк - tн)/80],
где Dдв - действительная (техническая) производительность водонагревателя, л/ч;
tк - конечная температура воды на выходе из водонагревателя, С;
tн - начальная температура воды на входе в водонагреватель, С.
Dст = 160 [(95 - 7)/80] = 176 л/ч.
Удельная производительность водонагревателя определяется по формуле:
в = Dдв /Mв,
где Mв - масса водонагревателя, кг.в = 160/65 = 2,5 л/ч.
Удельная металлоемкость m, [кг/(кг/с)], водонагревателя характеризует совершенство конструкции аппарата и определяется по формуле:
m=,
где М-масса водонагревателя, кг;
D- нормальная производительность, кг/с.
m==1329,2 кг/(кг/с).
По технико-эксплуатационным показателям оцениваются конструктивные, эксплуатационные и экономические показатели водогрейных аппаратов.
2.2 Тепловые расчеты
Тепловой баланс аппарата
Для водонагрвателей непрерывного действия наиболее характерен стационарный режим работы, для которого уравнение теплового баланса имеет вид:
Q= Q+ Q+ Q,
где Q - полезная тепловая нагрузка, кВт;
Q - тепловая мощность пошедшая на испарение воды, кВт;
Q - потери в окружающую среду, кВт.
Расчет полезно используемой теплоты
Q = Dв * С *( tк - tн),
где в - удельная производительность водонагревателя, л/ч;
С - удельная теплоемкость воды, кДж/ (кг*К);
tк , tн - соответственно температура воды на выходе и на входе, С.
Q= 0,044*4,187*(95-7) = 16,3 кВт.
Тепловая мощность, пошедшая на испарение воды
Q = ,
где - масса испаренной влаги, кг;
r - удельная теплота парообразования, кДж/кг.
(удельная теплота парообразования воды 2260 кДж/кг)
- соответствующее время работы водонагревателя, с.
Q = =0,166 кДж.
Потери теплоты в окружающую среду
Q=0,001**F*(t-t),
где -коэффициент теплоотдачи, кВт/(м*К);
F=F-площадь наружных ограждений водонагревателя, м;
t-температура стенки аппарата, С;
t- температура воздуха, С.
=9,7+0,07*( t-t)
F=+,
где l - длина водонагревателя, м;
h - высота водонагревателя, м.
F==1,57 м
=9,7+0,07*(95-24) = 14,67
Q= 0,001*14,67*1,57*(95-24) = 1,64 кДж.
Тогда Q=