Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1141591), страница 12

Файл №1141591 Диссертация (Повышение эффективности работы системы естественной вентиляции при формировании теплового движения воздуха) 12 страницаДиссертация (1141591) страница 122019-05-31СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

Снаружикабель покрыт водонепроницаемой оболочкой из кремнеорганическойрезины (Рисунок 63).97Рисунок 63 – Схема нагревательной ленты ЭНГЛ-1Нагревательный кабель был размещен с наружной стороны канала спомощью спиральной прокладки с шагом витка, равным 8 см и закреплен спомощью армированной самоклеющейся лентыЛАС-А (ТУ 1811-054-04696843-2012) (Рисунок 64). Для снижения тепловых потерь, снаруживентиляционного канала прокладывается теплоизоляционный слой, такимобразом, чтобы «холодный конец» кабеля оставался снаружи.Рисунок 64 – Фото экспериментальной установки. Слева: прокладкарезистивного греющего кабеля ЭНГЛ-1, справа: фиксация кабеля с помощьюармированной ленты ЛАС-АНагревательный резистивный кабель подключается к сети переменноготокачерезэлектронныйтерморегуляторАРТ-18-10Нсдиапазономрегулирования температуры от 0 до 120ºC и датчиком KTY-81-110 (Рисунок65).

Терморегулятор состоит из корпуса, на котором находятся шильдик,98оцифрованныйвдиапазонерегулированиятемпературы,ручкарегулирования температуры и индикаторные светодиоды. Внутри корпусанаходятся электронный блок и клеммники для подключения питающегонапряжения, датчика и нагрузки.ТермоэлектрическийдатчикKTY-81-11закрепляетсянаместеконтроля температуры – на внутренней поверхности вентиляционногоканала, между витками резистивной греющей ленты. Индикатор «НАГРЕВ»включается после подачи нагрузки терморегулятором в том случае, еслитемпература датчика ниже заданной.Придостижениизаданнойтемпературы,терморегуляторавтоматически выключит нагрузку и светодиод “НАГРЕВ” погаснет.Стандартная разница между температурами включения и выключения(гистерезис) составляет 2ºС.Рисунок 65 – Схема электронного терморегулятора типа АРТ-18-хН4.2 Методика проведения экспериментального исследования.Измерение скорости и температуры воздушного потока производятся спомощью многофункционального прибора Testo AG 435-4, оборудованногозондом с обогреваемой струной, характеристики которого представлены в99Таблице 9.

Модель внесена в Государственный Реестр Средств измеренийРФ.Таблица 9 – Характеристики многофункционального прибора Testo AG435-4, оборудованного зондом с обогреваемой струнойВнешний видПараметрЗначениеРазмеры220 x 74 x 46 ммДлина кабеля0,8 мДлина телескопическойрукоятки745 ммДиаметр зонда12 ммРабочая температура-20 ...

+50 ºCИзмерение температуры (сенсор NTC)Диапазон измерения-20 … +70 ºCтемпературыПогрешность измерения± 0,3 ºCтемпературыИзмерение скорости воздушного потока (сенсоробогреваемая струна)Диапазон измерения0 ... 20 м/сскорости±(0,03 м/с + 4 % от изм.Погрешностьзнач.)Экспериментальную модель необходимо устанавливать в помещении снизкой подвижностью внутреннего воздуха и устойчивой температурой.Кроме того, недопустимо присутствие нагревательных приборов, создающихсильные конвективные потоки вблизи опытного канала. При изменениитемпературы нагревательного кабеля необходимо дождаться наступлениястационарного режима, о котором свидетельствует постоянство условнойтемпературы на поверхности вентиляционного канала. После наступлениястационарного режима производится запись температуры воздуха впомещении и скорости движения воздуха на входе в вентиляционный канал в100контрольных точках (Рисунок 66).

Измерения проводились при температуревнутреннего воздуха в помещении tв=20ºC, tв=15ºC, tв=10ºC. В течениепоследующего времени проводятся повторные измерения с интервалом в 5минут. Время измерения в каждой точке составляло не менее 10 с.Исследование рассматриваемого режима нагрева считается завершеннымпосле того, как показания приборов на протяжении трех замеров остаютсяпримерно постоянными.Координатыточекизмерениясреднейскоростинавходеввентиляционный канал выбирались согласно [97]. Максимальное отклонениефактических координат точек измерения не должно превышать ± 10%.Рисунок 66 – Координаты точек для измерения скорости на входе ввентиляционный каналИзмерение температуры по высоте воздуховода проводилось длясистемы вентиляции с вертикальным нагревом канала совместно с отводом.Так как развитие конвективных струй у вертикальных стенок происходитнесимметрично, было принято решение определять температуру воздушногопотока для дальнейшего построения ее профилей в двух плоскостях,показанных на Рисунке 67.101Рисунок 67 – Плоскости для построения профилей температурыНаРисункетемпературы.Для68показаныконтролякоординатыусловнойточекдлятемпературынаизмерениястенкахвентиляционного канала перед каждым измерением производилась установкатермоэлектрического датчика KTY-81-110 на высоту рассматриваемогосечения.Рисунок 68 – Координаты точек для измерения температуры посечению вентиляционного каналаИзмерениетемпературывоздушногопотокаповысотевентиляционного канала проводилось по четырем контрольным сечениям(Рисунок 69).102Рисунок 69 – Контрольные сечения для измерения температурывоздушного потока4.3 Обработка и анализ экспериментальных данных.4.3.1 Результаты измерений средней скорости на входе ввентиляционный канал.Как показали результаты проведенных исследований, скорость навходе в вентиляционный канал зависит только от расчетной разницытемператур между внутренним воздухом в помещении и условнойтемпературой на внутренней поверхности вентиляционного канала.Рисунок 70 – Сравнение результатов численного моделирования иэксперимента.

Графики средней скорости потока на входе в вентиляционныйканал (Vо, м/с) в зависимости от расчетной разности температур (θ, °С) длявертикального и горизонтального нагрева103Рисунок 71 – Сравнение результатов численного моделирования иэксперимента. Графики средней скорости потока на входе в вентиляционныйканал (Vо, м/с) в зависимости от расчетной разности температур (θ, °С) длявертикального нагрева совместно с отводом при длине горизонтальногоучастка l  0,5 м и l  0 мПри расчетной разности температур θ > 20 °С при нагревевертикального участка вентиляционного канала (с отводом и без него)наблюдается постепенное увеличение расхождения результатов численногомоделирования и эксперимента (Рисунок 70 и Рисунок 71). Данное явлениесвязаностем,чтоприувеличениитемпературыкабелядостичьравномерного прогрева вентиляционного канала в реальных условияхдостаточно трудно, что особенно заметно при рассмотрении варианта снагревом вертикальной части воздуховода и отвода.

Степень равномерностипрогрева зависит от шага прокладки кабеля, фактического времени нагрева,степени прилегания нагревательного элемента к поверхности воздуховода, атак же качества тепловой изоляции. При этом максимальное отклонениеполученных результатов составляет 4,0%.104Для увеличения равномерности прогрева вентиляционного отводарекомендуется применение гибких нагревательных кабелей с высокойстепенью эластичности с минимальным шагом укладки, равным 60 мм.За счет того, что горизонтальная часть вентиляционного канала имеетменьшую длину, фактическое время прогрева воздуховода до расчетнойразницы температур θ =40 °С меньше, чем для нагрева вертикальной частиканалаиотвода.Приэтомрасхождениерезультатовчисленногомоделирования и эксперимента менее заметно и составляет не более 2,3 %.4.3.2 Результаты измерений температуры по высотевентиляционного канала.Температура воздуха увеличивается по высоте вентиляционногоканала.

В сечении 1 воздушный поток еще не успевает прогреться, и еготемпература примерно равна температуре внутреннего воздуха в помещении(Рисунок 72).Рисунок 72 – График изменения осевой температуры по высотевентиляционного каналаНаибольшее расхождение результатов математического моделированияи эксперимента составило 5,6%. При этом экспериментальные значенияосевой температуры в первом сечении во всех рассматриваемых случаях105оказались ниже расчетных, что связано с трудностями обеспеченияравномерного прогрева отвода вентиляционного канала (Рисунок 73).Рисунок 73 – Сравнение результатов математического моделирования иэксперимента при расчетной разности температур θ =10 °С4.3.3 Определение коэффициента конвективной теплоотдачи.В рассматриваемом конвективном течении можно выделить двеобласти:1.

Первая область – тонкий пограничный слой, располагающийся внепосредственной близости от рассматриваемой поверхности, в которомскорость течения возрастает от нуля до полного значения скорости вовнешнем потоке V , м/с [98].При этом градиент скорости, направленный по нормали к стенкеимеет достаточно большую величину (Рисунок 74), что связано созначительным влиянием вязкости на формирование пристенного течения.106Рисунок 74 – Схема конвективного потока у нагретой поверхностиТолщинапограничногослоязависитотформыиразмеровтеплоотдающей поверхности, а так же от скорости набегающего потока Vo ,м/с. При увеличении Vo толщина пограничного слоя уменьшается [99].2.

Вторая область – внешняя часть течения вне пограничного слоя, вкоторой поперечный градиент скорости гораздо меньше, чем внутри него.Так как силы трения в данной области малы по сравнению с силами инерции,ими можно пренебречь и применять для дальнейшего расчета уравнения,полученные для невязких течений.Впределахпограничногослоятеплотапередаетсяпутемтеплопроводности. Удельный тепловой поток, q , Вт/м2 , можно определитьиз уравнения Фурье [100]:q   (T) n 0 ,n(4.1)T- градиент температуры слоя воздушного потока, прилегающего кnнагретой поверхности, К;n - нормаль к поверхности нагрева; - коэффициент теплопроводности жидкости, Вт/(м∙К).С другой стороны, для рассматриваемого элемента поверхностиприменим закон Ньютона-Рихмана [101]:107q    (Tк  Tв ) ,(4.2)Tс - температура нагретой поверхности, К; - коэффициент конвективной теплоотдачи, Вт/(м2  К).Коэффициент конвективного теплообмена определяется главнымобразом толщиной и свойствами пограничного слоя, которые в свою очередь,зависят от параметров, характеризующих поток, движущийся вдоль нагретойповерхности [101].Критерийтеплоотдачи(критерийНуссельта),характеризующийотношение между интенсивностью теплоотдачи и температурным полем впограничном слое потока, определяем по формуле [102]:Nu  l(4.3)l - характерный размер, м.Так как конвективное движение воздуха происходит в канале, вкачестве характерного размера используем эквивалентный диаметр.Коэффициент конвективной теплоотдачи является сложной функциейразличных величин: физических свойств жидкости (газа), формы и геометриитеплоотдающей поверхности, ее температуры, а так же скорости потока.

Всвязи с вышесказанным, чаще всего коэффициенты теплоотдачи находятэкспериментальным путем.Восновном,вподобныхисследованияхнагревповерхностиосуществляется с помощью греющих кабелей [93, 103, 104], при этомпоследовательностьпроведенияэкспериментавыглядитследующимобразом:1. Определение суммарного теплового потока Q , Вт:QU2,RэU - электрическое напряжение, приложенное к участку, В;Rэ - электрическое сопротивление участка, Ом.(4.4)1082. Определение суммарной плотности теплового потока q , Вт/м2:qQ,F(4.5)F - площадь поверхности теплообмена, м2.3. Определение плотности теплового потока излучением q л , Вт/м2: Tср 4  Tокр 4 qл  Спр    , 100   100  (4.6)Спр - приведенный коэффициент излучения, Вт/(м2∙К4);Tср - средняя температура рассматриваемого участка, К;Tокр - температура окружающих поверхностей, К.4.

Характеристики

Список файлов диссертации

Повышение эффективности работы системы естественной вентиляции при формировании теплового движения воздуха
Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6489
Авторов
на СтудИзбе
303
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее