Читайте данную работу прямо на сайте или скачайте

Лабораторные работы по теплотехнике

Лабораторная работа №1.

Измерение влажности воздуха и определение точки росы

В расчётах систем теплоснабжения и вентиляции часто требуется знать влажность, которая является важным гигиеническим, теплотехническим и технологическим фактором.

Влажность воздуха - это содержание в нем водяного пара, причем влажность воздуха может быть разной степени.

Относительная влажность - это отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре к давлению насыщенных паров при той же самой температуре.

Абсолютная влажность измеряется плотностью водяного пара, находящегося в воздухе.

При охлаждении ненасыщенного пара при постоянном давлении его плотность возрастает и наступает такой момент, когда пар становится насыщенным. Температура, при которой это происходит, называется точкой росы.

Существует несколько методов измерения влажности воздуха:

        Гигроскопический метод основан на применении гигрометра или волосного гигрометра. Волосной гигрометр основан на том эффекте, что длина либо человеческого, либо синтетического волоса изменяется при разных значениях влажности воздуха. Стрелочка на шкале показывает значение влажности воздуха.

        Для определения влажности воздуха с помощью психрометра следует определить значения температуры, которые показывает влажный термометр и сухой термометр. Затем определяют разность показаний этих двух термометров. По таблице определяют значение влажности воздуха.

Сухой термометр,	Разность показаний термометров,
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Относительная влажность, %
10	88	76	65	54	44	34	24	14	5
12	89	78	68	57	48	38	29	20	11
14	89	79	70	60	51	42	34	25	17
16	90	81	71	62	54	45	37	30	22
18	91	82	73	65	56	49	41	34	27
20	91	83	74	66	59	51	44	37	30
22	92	83	76	68	61	54	47	40	34
24	92	84	77	69	62	56	49	43	37
26	92	85	78	71	64	58	51	46	40
28	92	85	78	71	64	58	51	46	40
28	93	85	78	72	65	59	53	48	42
30	93	86	79	73	67	61	55	50	44

Лабораторная работа №2.

Основные типы и виды запорно-распределительной арматуры

По виду теплоносителя системы отопления подразделяются на водяные, паровые, воздушные и комбинированные. Наиболее часто в гражданских и промышленных зданиях применяют систему водяного отопления. Она действует бесшумно и достаточно долговечно.

Для запуска системы в работу и включения отдельных ветвей на магистральных трубопроводах станавливают вентили, задвижки и краны.

На отопительных стояках систем водяного отопления запорные прямоточные вентили с косым шпинделем, или краны пробковые которые должны соответствовать ГОТу 10944-75 Краны регулирующие для нагревательных приборов систем водяного отопления зданий. Настоящий стандарт распространяется на краны, предназначенные для ручного регулирования теплоотдачи нагревательных приборов в системах водяного отопления зданий при температуре теплоносителя до 423 К (150

Обозначение типа	Наименование	Рекомендуемая область применения	Назначение крана
КРТ	Кран регулирующий трехходовой	Для однотрубных систем отопления	Потребительское регулирование
КРП	Кран регулирующий проходной	Для однотрубных систем отопления	Потребительское регулирование
КРД	Кран регулирующий двойной регулировки	Для двухтрубных систем отопления	Монтажное и потребительское регулирование

        Краны всех типов в зависимости от конструктивного решения регулирующего стройства могут быть шиберными (Ш), вентильными (В), пробковыми (П) и дроссельными (Д);

        Краны типов КРП и КРД в зависимости от монтажного положения должны изготавливаться только в универсальном исполнении - пригодными для становки на правой и левой подводках;

        Краны типа КРТ могут изготавливаться как в ниверсальном, так и в одностороннем исполнении - для становки только на правой (п) или только на левой (л) подводке.

Основные размеры кранов должны соответствовать казанным данным:

Тип крана	Условный проход DУ, мм	Длина, мм, не более	Высота над осью трубопровода, мм, не более	Диаметр шпинделя, мм	Резьба присоединительного конца, трубная, дюймы	Масса справочная, кг
	10	50	60		3/8	0,35
КРТ	15	55			1/2	0,40
	20	60	70		3/4	0,50
	10	50	60		3/8	0,28
КРП	15	55	70	10	1/2	0,30
	20	60	80		3/4	0,40
	10	50	60		3/8	0,30
КРД	15	55			1/2	0,40
	20	60	70		3/4	0,50

Кран регулирующий трехходовой с пробковым регулирующим устройством:

Кран регулирующий проходной с дроссельным регулирующим устройством:

Кран регулирующий проходной с шиберным регулирующим устройством:

Кран регулирующий проходной с шиберным регулирующим устройством и ниппельным присоединительным концом:

Кран регулирующий двойной регулировки с шиберным регулирующим стройством:

Отопительные приборы я вля ются одним из основных элементов систем водя ного отопления . К ним предъя вля ются различные гигиенические, теплотехнические и технологические требования :

1.                       Теплотехнические - это вид теплоносителя , температура теплоносителя и окружающего воздуха, место становки, экономические требования . Расход металла заводской стоимости и эстетически внешний вид.

2.                       Архитектурно-строительные требования - эстетически внешний вид, площадь занимания прибором.

3.                       Санитарно-гигиенические требования - температура внешней поверхности отопительного прибора, гладкая поверхность, добство и доступность пространства внутри прибора, за, и под ним, для очистки.

4.                       Производственно-монтажные требования : конструкция приборов должна благоприя тствовать их серийному производству, быть добным в монтаже, допускать автоматизацию процесса, стенки приборов должны быть механически прочными температуро-устойчивыми, паро и влагонепроницаемыми.

Все отопительные приборы по способу передачи тепла в обогреваемое помещение подразделя ются на три типа: радиационный, конвективно-радиационный и конвективный.

Приборы радиационного типа основную долю своего тепла передают в окружающее пространство через излучение (радиацию). Например: потолочные излучатели, секционные чугунные радиаторы, трубчатые радиаторы.

К приборам конвективно-радиационного типа относя тся такие, которые передают тепло через радиацию и конвекцию примерно в равной пропорции. Это секционные алюминиевые радиаторы, секционные стальные радиаторы, биметаллические радиаторы, трубчатые радиаторы-конвекторы.

Приборы конвективного типа до 90% своего тепла передают конвекцией- циркуля цией воздуха снизу-вверх через нагретую ребристую поверхность прибора. Например: панельные радиаторы, пластинчатые и трубчатые конвекторы, ребристые трубы.

По конструктивным особенностя м отопительные приборы подразделя ются на четыре класса: секционные, панельные, трубчатые, пластинчатые.

Секционные отопительные приборы состоя т из отдельных нагревательных элементов-секций, которые соединя ются в батареи нужной тепловой мощности. Секции могут быть чугунными, стальными, алюминиевыми или комбинированными - из стали и алюминия (биметаллическими). Модели секционных радиаторов могут иметь разную высоту, глубину и ширину.

Трубчатые отопительные приборы представля ют собой неразборные конструкции из вертикально расположенных изогнутых стальных трубок, соединя ющих верхний и нижний коллекторы. Теплоотдача их зависит от высоты, количества ря дов трубок (т.е. глубины) и ширины прибора.

 Панельные отопительные приборы. В панельных отопительных приборах нагревательным элементом я вля ется пря моугольная панель, нагреваемая циркулирующим внутри неё теплоносителем. Панель может быть изготовлена из стали, бетона и других теплопроводных материалов.( Хорошо известны стеновые бетонные отопительные панели тёплые стены, которые станавливали в подъездах домов массовых серий в 60 - 70-х годах.) Приборы этого класса, как правило, имеют низкотемпературную нагревательную поверхность и преобладающую радиационную составля ющую теплового потока (потолочные тепловые панели, системы настенного отопления , лтёплые полы ). Исключение составля ют стальные панельные радиаторы, которые относя тся к конвективному типу..

Пластинчатые отопительные приборы представлены множеством видов, объединенных названием "конвекторы". Нагревательным элементом этих обогревателей я вля ются стальные или медные трубы, пря мые или изогнутые, на которые насажены тонкие металлические пластины: "гармошки", "ребра" или отрезки тонкостенных труб. Вся конструкция либо закрыта кожухом (у настенных и плинтусных моделей), декоративной решеткой (у моделей, встраиваемых в пол), либо открыта (ребристые трубы). Секционные, трубчатые и панельные приборы приня то называть радиаторами; пластинчатые - конвекторами.

Основные типы отопительных приборов, применя емых в системах водя ного отопления :

Чугунные секционные радиаторы. Главное достоинство чугунных радиаторов - высокая коррозионная стойкость и длительный срок службы. Запасают много тепла (в секция х много воды и толстые стенки). К сожалению, большая тепловая инерционность чугунных радиаторов не позволя ет быстро изменя ть температуру в комнате. Поэтому они плохо встраиваются в системы, оснащенные автоматикой. Рассчитаны на рабочее давление не более 6-8 атм. Дизайн чугунных радиаторов позволя ет их применя ть далеко не во всех современных интерьерах. Чугунные радиаторы лучше всего подходя т для городских сетей в домах средней этажности и в системах с естественной циркуля цией.

люминиевые секционные радиаторы. Алюминиевые секционные радиаторы отличаются строгими геометрическими формами и современным дизайном. Но после слухов об авария х с этими радиаторами ажиотажный спрос на них ступил место более осмысленному выбору. Алюминиевые радиаторы выделя ют много тепла, легче чугунных и занимают меньше места. С помощью оребрения вокруг основных каналов в них силена конвекция воздуха, поэтому меньше задерживается пыль. Приборы малоинерционны и быстро изменя ют температуру по командам термостатов правления .

Есть также проблема, на которую поначалу не обратили внимания потребители. При монтаже в одну систему со стальными трубами и медесодержащими деталя ми (например, теплообменником котла или латунными фитингами) внутри алюминиевых радиаторов начинается интенсивная коррозия . Чем выше электропроводность воды, тем быстрее идет разрушение. Этому способствует растворенный в воде кислород, разные химические добавки для снижения жесткости воды и блуждающие токи в здании. В городских системах отопления такие факторы всегда сильнее, чем в автономных. Ну и наконец, рабочее давление для многих моделей алюминиевых радиаторов составля ет 6-8 атм, что для многоэтажных зданий не подходит. Таким образом получается , что основная область применения алюминиевых радиаторов - автономные системы отопления коттеджей.

Панельные стальные радиаторы. Привлекли покупателей строгой геометрией пря моугольных форм и большой греющей способностью при относительной дешевизне. У всех производителей приборы выполнены в основном по одной конструктивной схеме. Они могут иметь несколько панелей. Каждая сварена из двух стальных листов, в которых отштампованы глубления для прохода воды. Для силения теплоотдачи с тыльной стороны панели могут быть приварены П-образные ребра-выступы, которые существенно силивают конвекцию воздуха. чтите, немногие модели имеют нижнюю подводку (с ней приборы стоя т примерно на четверть дороже), у большинства она - боковая . Панельные стальные радиаторы имеют небольшую глубину, мало веся т и хорошо работают с автоматизированными системами правления . Но надо учитывать, что доля тепла, отдаваемого конвекцией, достигает в этих приборах 75%, циркуля ция воздуха в комнате силена, что не всегда приемлемо. Слабое место этих радиаторов - сварочные швы. Под действием большого давления или гидравлических даров они постепенно ослабля ются (если не разрушаются сразу), и прибор может выйти из строя через год-два благополучной эксплуатации. Поэтому рабочее давление здесь небольшое - 6-9 атм. К тому же радиаторы обладают повышенным гидравлическим сопротивлением, что накладывает ограничения на их использование. Получается , что лучшее место для применения таких радиаторов - коттеджи или малоэтажные городские дома. Такие приборы "не любя т" редко посещаемых зданий. Если спустить воду более чем на пару недель, начавшийся процесс коррозии фактически невозможно остановить.

Конвекторы. Само название говорит о том, что тепло они передают главным образом за счет конвекции (до 95%). В приборах мала тепловая инерция . Нагревательный элемент в них выполня ется в виде стальной или медной трубки пря мой или змеевидной формы с многочисленными пластинами оребрения . Последние и обеспечивают конвективный обмен тепла. Кожух вокруг трубки и воздушная заслонка позволя ют регулировать тепловой поток без вмешательства в гидравлику системы. Держат давление, имеют малое гидравлическое сопротивление, толстые трубы конструкции не боя тся коррозии.

Но существует одна серьезная проблема: с течением времени ослабевает контакт между трубой и напрессованными на нее пластинами, и прибор греет все слабее и слабее. С напая нными пластинами эта проблема не возникает, но пая ть сложно и дорого. В высоких помещения х создать тепловой комфорт с помощью конвекторов невозможно: ближе к потолку очень тепло, у пола прохладно.

Биметаллические секционные радиаторы. Идея использовать два материала с взаимодополня ющими свойствами находит широкое применение в технике. Так обстоя т дела и с отопительным оборудованием. Одну из главных позиций среди отопительных радиаторов, представленных на рынке, занимают биметаллические модели. Благодаря прочности стали, силивающей конструкцию, эти приборы выдерживают высокое рабочее давление, характерное для систем отопления стран СНГ. Стальная начинка стойко переносит агрессивный теплоноситель, алюминий, обладающий высокой теплопроводностью, лучшает теплоотдачу отопительного прибора и меньшает его инерционность, то есть радиатор быстрее нагревается и соответственно быстро отдает тепло. К тому же алюминий высокотехнологичен, ему можно придать любую форму, отлить оребрение сложной конфигурации. По совокупности показателей биметаллический радиатор - оптимальный выбор для жестких словий эксплуатации. Теплоотдача биметаллических радиаторов в 1,5-2 раза выше, чем у лучших стальных таких же размеров. Биметаллические радиаторы легкие, изя щные, дизайн имеют не хуже алюминиевых, прочность в несколько раз больше.

Вышеперечисленное в полной мере относится только к полноценным биметаллическим приборам с цельным сварным стальным каркасом (к которым относится радиатор ТЕМАСо). Секция такого радиатора представля ет собой цельный стальной каркас, залитый под высоким давлением алюминиевым сплавом. Горизонтальные коллекторы и вертикальные каналы представля ют собой стальную сварную конструкцию, и теплоноситель контактирует только со сталью, поэтому гальваническая пара сталь-алюминий возникнуть не может. Такая конструкция обладает очень высокой прочностью. Стальной каркас обладает стойкостью к абразивному воздействию твердых частиц, которыми может быть засорен теплоноситель. Важным достоинством биметаллических секционных радиаторов я вля ется то, что они выделя ют тепло не только конвекцией, но и значительную часть излучением. Следовательно, эти приборы подходя т и для высоких помещений (низ прогревается излучением, верх - конвекцией воздуха). Необходимую теплоотдачу легко получить, соединив определенное количество секций. На сегодня это, пожалуй, наилучший тип отопительного прибора.

Следует знать, что существуют большое количество отопительных приборов, где стальными трубками силены только вертикальные каналы радиатора. Такие радиаторы можно словно назвать "полубиметаллическими", хотя производители величают их "биметаллом". В таких радиаторах вопрос прочности и коррозионной стойкости решен наполовину. При такой конструкции важно обеспечить неподвижность стальных вкладок в алюминиевой "рубахе", чтобы ненароком не "выпали" при разном тепловом расширении двух металлов и не перегородили сечение нижнего коллектора. Подвижность внутренней стальной вкладки может привести к нестабильности теплопередачи. "Полубиметаллические" отопительные приборы, где алюминий контактирует с теплоносителем, плохо перенося т щелочную воду: при этом активно выделя ется водород, и если его своевременно не стравливать, прибор может разрушиться . В свя зи с этим "полубиметалл" с алюминиевыми коллекторами, как правило, рекомендуют станавливать в автономных системах отопления .

Дизайн-радиаторы. В отдельный подкласс стоит выделить дизайн-радиаторы. Если основная задача любого другого отопительного прибора - отдать дому тепло и не испортить своим видом интерьер, то в случае с дизайн-радиатором трудно столь точно определить его главное предназначение.

ссортимент форм и расцветок дизайн-радиаторов поистине широчайший. Можно выбрать радиатор, окрашенный в любой из цветов радуги, если понадобится , то и в золотистый или серебристый вариант. Это не проблема. Причудливые изгибы и различные комбинации элементов трубчатых радиаторов помогут красить любое помещение. Кстати, дизайн-радиаторы могут иметь и совершенно неожиданные формы, изготавливаться не только из привычных трубочек. В частности, фирма Jaga предлагает дизайн-радиаторы, которые приспособлены для декорирования колонн. Для некоторых интерьеров незаменимы стройства из натурального камня .

              Приборы деля тся на приборы с гладкой поверхностью и приборы с ребристой поверхностью.

              Приборы деля тся на металлические, неметаллические и комбинированные.

              Приборы деля тся на высокие до 600 мм, средние до 500 мм, низкие до 400 мм, до 200 мм называются плинтусными.

Приборы для измерения гидравлических величин.

Для определения давления используются следующие приборы:

   Манометры избыточного давления

   Вакуумметры

   Манометры абсолютного давления

   Барометры

Приборами для измерения атмосферного давления я вля ются ртутный барометр и барометр-анероид. Принцип действия последнего основан на сжатии пустотелой гофрированной металлической коробочки и передачи ее деформации через систему рычагов на стрелку-указатель.

Датчик давления для измерения относительного или абсолютного давления газов, паров или жидкостей с высоконадежной керамической или поликремниевой измерительной я чейкой, стойчивой к многократным перегрузкам при неизменной точности измерений.

Датчики выпускаются с фланцевым или резьбовым соединением под молочную гайку, специально предназначенные для использования в пищевой промышленности.

Имеют высокую стойкость к перегрузкам и встроенные функции самодиагностики:

Диапазон рабочих температур: -40..125 C

Рабочее давление: от 5 мБар до 400 Бар

Точность измерений 0,2%

Датчик для определения относительного или абсолютного давления , с емкостным керамическим датчиком или пьезорезистивным поли кремниевым датчиком с повышенной стойкостью к перегрузкам.

Применя ется для измерения давления в газах, парах и жидкостя х. Может применя ться на всех частках производства.

Рабочее давление для керамического датчика: от 40 мБар до 40 Бар.

Поликремниевый датчик: на 100, 250 и 400 Бар.

Сертифицирован для использования в взрывоопасных зонах.

Манометры:

По принципу действия и типу рабочего тела, приборы для измерения давления деля тся на:

        Жидкостные

        Тепловые

        Электрические

        Радио

В жидкостных приборах давление измеря ется по давлению столбца жидкости в приборе. Недостатком жидкосных приборов я вля ется то, что нельзя замеря ть высокое давление > 0,1 Па.

Приборы для измерения уровня жидкости.

Непрерывное измерение и правление ровнем жидкостей:

Solartron Mobrey предлагает широчайший ря д датчиков и вторичных преобразователей для непрерывного измерения и правления ровнем жидкостей типов: безконтактный льтразвуковой преобразователь ровня ; микроволновой радарный преобразователь ровня ; гидростатический преобразователь ровня ; поплавковый/погружной в жидкость преобразователь ровня ; гидростатические самозапитываемые и электрические индикаторы ровня .

Дискретное определение ровня жидкостей:

Solartron Mobrey предлагает выбор технологий и продуктов, включая : поплавковые сигнализаторы ровня Bestobell Mobrey; вибрационные сигнализаторы ровня ; ультразвуковые щелевые сенсоры и сигнализаторы; магнитные сигнализаторы; ультразвуковой детектор и система для непрерывного контроля на поя вление воды в судовых отсеках перевозки сухих грузов.