Здавалка
Главная | Обратная связь

Описание лабораторной установки



Лабораторная работа № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРООБОГРЕВАТЕЛЬНОЙ ПАНЕЛИ

 

Цель работы: Изучить устройство и назначение электрообогревательной панели. Экспериментально определить ее динамические и энергетические характеристики.

Программа работы

 

1. Изучить настоящие методические указания и рекомендуемую литературу.

2. Снять температурную кривую электронагревательной панели t = f(t).

3. Построить график зависимости коэффициента теплоотдачи a от средней температуры панели tср , a = f (tср).

4. Построить график зависимости температуры нагревательногопровода tпр от тока нагрузки I, tпр.=f(I).

 

Общие сведения

 

При использовании оборудования общего отопления, в животноводческих помещениях невозможно создать одинаково комфортные условия микроклимата во всех зонах содержания животных. Чтобы выдержать оптимальные параметры микроклимата для разных возрастных групп и видов животных необходимы устройства местного электрообогрева. В этом случае, при неизменном уровне кормления, в 3…4 раза можно повысить сохранность молодняка, на 10…15 % продуктивность животных и снизить расходы электроэнергии.

Применение средств местного электрообогрева вызвано также их техническими и технологическими преимуществами, такими как возможностью легкой концентрации тепловой энергии в заданном объеме, контроля и регулирования температуры в широком диапазоне с обеспечением большой точности и равномерности температуры и др.

В настоящее время создано и эксплуатируется большое количество местных электрообогревателей, различных как по конструкции, так и по роду создаваемого ими теплового эффекта.

По способу теплопередачи средства местного электрообогрева делят на устройства лучистого, контактного и конвективного действия.

К устройствам конвективного действия можно отнести электрообогревательные панели, предназначенные для отопления производственных и бытовых помещений. Они различаются по способу теплоотдачи (с одно- и двусторонней теплоотдачей); способу установки (настенные, напольные и устанавливаемые в перегородках; типу нагревательного элемента (нагревательный кабель, ТЭН, индукционные нагреватели, провод из высокоомных сплавов, специальные токопроводящие ткани, полупроводниковые пленочные элементы); способу укладки нагревательного элемента (в специальные пустоты, борозды, монолит); материалу наполнителя (бетон, асфальтобетон, текстолит, жаропрочные пластмассы).

В данной работе исследуется электрообогревательная панель выполненная из текстолита, внутрь которого запрессован нагревательный высокоомный провод с равномерным шагом укладки (рисунок 1).

 

 
Рисунок 1 – Электрообогревательная панель.

 

Подобные панели обладают рядом достоинств: допускается питание сетевым напряжением 220 В; температура равномерно распределена по всей площади нагревателя, обогреватель имеет малую массу и габариты; гигиеничен и способен работать в агрессивной среде животноводческого помещения, имеет высокую термостойкость.

Недостаток панели: невозможность ремонта при перегорании нагревательного провода.

Тепловой поток от электронагревательной панели при естественной конвекции определяют по известной формуле Ньютона-Рихмана

, (1)

где a - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2×оС); F – площадь поверхности нагрева, F = 0,315 м2; tп – средняя температура поверхности панели оС; tв – температура воздуха на большом удалении от поверхности панели оС.

Тепловой поток излучения в практике инженерных расчетов находят по формуле

, (2)

где E – степень черноты поверхности тела, E=0,1; C0 – коэффициент излучения абсолютно черного тела, С0 = 5,67 Вт/(м2×К4).

Суммарный тепловой поток, переданный нагревательной панелью во внешнюю среду конвекцией и излучением

; (3)

Тепловой поток от нагревательного провода к поверхности панели можно записать на основе закона Ома для тепловой цепи

, (4)

где tпр – температура поверхности провода, оС; Rt – термическое сопротивление панели, оС/Вт.

Термическое сопротивление панели с двусторонней теплоотдачей внутри которой параллельно уложены несколько цилиндрических нагревателей длиной L рассчитывают по известному в теории теплопередачи выражению

, (5)

где - гиперболический синус; lб – теплопроводность бетона, lб = 0,7 Вт/(м×оС); L - длина цилиндрического нагревателя, L = 4,8м; - шаг укладки нагревателей, = 5×10-2 м; r - радиус нагревателя, r = 2,5×10-3 м; h – глубина заложения нагревательного провода, h = 20×10-3 м;

 

Описание лабораторной установки

 

Лабораторная установка представлена на рисунке 2.

 

Рисунок 2 – Схема лабораторной установки

 

Она состоит из электронагревательной панели 1, в которой установлены четыре термодатчика 2 (терморезисторы типа ММТ4, R=33 кОм). Питание электронагревательной панели осуществляется от автотрансформатора 3, напряжение контролируется вольтметром 4, ток нагрузки – амперметром 5. Температура панели измеряется с помощью термодатчиков 2 подключенных к микроамперметру 6, через переключатель выбора термодатчиков 7. Характеристика терморезистора t = f(I) приведена на рисунке 3. Измерительная система запитана через трансформатор 8 с выпрямительным мостом 9. Температура воздуха измеряется термометром, расположенным вдали от установки.

 

Рисунок 3 - Характеристика нагревательного кабеля

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.