Курсовая работа / Пример конвектора / Общее описание конвекторов9берем)
.docxВведение
Для чего нужен конвектор?
Рассмотрим конвектор отопления. Прежде всего, хотелось бы отметить, что в конвекторе используется интенсификация теплообмена при помощи оребрения, а также с помощью выбора материала изготовления с более высоким коэффициентами теплоотдачи. Оребрение поверхности трубок предназначено для увеличения поверхности теплообмена со стороны теплоносителя, имеющего меньший коэффициент теплоотдачи. Ребристые трубки чаще всего применяются в воздухо- или газонагревателях, в воздухоохладителях и сушильных установках, конвекторах и т. п. Применение их оправдано в случаях нагрева воздуха или газа горячей водой или паром, а также во всех других случаях, когда один из теплоносителей имеет большой, а другой — очень маленький по сравнению с первым коэффициент теплоотдачи, в результате чего получаются очень низкие значения коэффициента теплопередачи k и соответственно большие размеры поверхности нагрева. Оребрение поверхности нагрева позволяет во многих случаях повысить теплоотвод и компактность теплообменников. В настоящее время существует много различных исполнений конвекторов отопления.
Тепловые конвекторы бывают двух классов: настенные конвекторы и напольные конвекторы. Настенные отопительные конвекторы могут устанавливаться над полом на ножках или монтироваться в стену, в оконный парапет. Внутрипольные или напольные конвекторы отопления внедряются в пол. Так же, различают конвекторы с естественной циркуляцией воздуха и с принудительной. Конвекторы первого типа обогревают помещение за счет разницы плотности воздуха в нем. Тепловые конвекторы второго типа циркулируют воздух с помощью встроенного вентилятора. Ознакомимся подробнее с основными типами систем конвекторного отопления.
Встраиваемые в пол конвекторы :
естественная конвекция
Рис. 1. Напольный конвектор фирмы imp – Klima (Чехия)
принудительная конвекция
Рис. 2. Встраиваемой в пол конвектор Kampmann Katherm GK (Германия)
В отличии от первого, дополнительно оснащен вентилятором для увеличения мощности и быстроты нагрева. Подача воздуха происходит за счёт воздуходувки и индукции. Вентилятор прикрыт фильтром со стороны забора воздуха. Регулировка производится посредством плавного регулятора числа оборотов двигателя.
принудительная конвекция с диаметральным вентилятором
Рис. 3. Встраиваемый в пол конвектор Kampmann Katherm QK (Германия)
Холодный воздух всасывается диаметральным вентилятором со стороны окна, равномерно продувается через воздухонаправляющие стенки сквозь размещенный параллельно вентилятору конвектор и выдувается в помещение. Дополнительно из помещения индуктивно всасывается вторичный воздух. Таким образом, эффективно предотвращается поступление холодного воздуха в помещение. Конвектор с вынужденной конвекцией и диаметральным вентилятором работают также по принципу естественной конвекции, однако в этом случае их мощность снижается.
В основном, встраиваемые конвекторы предназначены для отопления помещений с большими застекленными проемами. Кроме основной функции (отопления помещений), также предупреждает запотевание стекол и проникновение холодного воздуха в помещение.
Употребляются для вторичного отопления помещений.
Напольный конвектор внешнего типа
Рис. 4. Напольный конвектор Kampmann PowerKon + F (Германия)
Настенный конвектор:
изготовленный из стали
Рис. 5. Конвектор с экспериментального стенда
изготовленный из меди
Рис. 6. Медный настенный конвектор CLASSICstyle (Россия)
Теплопроводность меди превышает теплопроводность стали и чугуна в 4-6 раз, алюминия в 1,5-2 раза. Для достижения максимального эффекта теплоотдачи также важна однородность применяемых материалов. При прохождении тепловых волн, на границе неоднородных материалов (например, место сплава меди и алюминия в биметаллических радиаторах) возникает сопротивление, снижающее эффективность передачи тепла, следовательно, и теплоотдачу, в исполнении этого конвектора таких проблем не возникнет, он полностью из меди.
Существенное увеличение теплоотдачи на вертикальном квадратном ребре конвектора и соответственно уменьшение поверхности его нагрева может быть уже достигнуто за счет правильного выбора межреберного расстояния и правильной организации движения воздуха в межреберном пространстве. Однако следует отметить, что такой способ интенсификации должен быть обоснован технико-экономическим расчетом и соображениями удобства монтажа и эксплуатации конвектора. Дело в том, что уменьшение поверхности нагрева плоских ребер при их раздвижении приводит примерно к такому же увеличению длины несущей трубы. При этом возрастает общая площадь поверхности, занимаемой конвектором, усложняется монтаж.
Описание экспериментальной стенда
В основе стенда конвектор с непрерывными вертикальными реберами. Ребра прямоугольной формы шириной 0,092 и длинной 0,13 м, выполненные из стали 30. Расстояние между первым и последним ребром конвектора 0,74 м, количество ребер-124 шт. Расстояние между ребрами 6,3 мм, толщина каждого ребра 0,5 мм. Наружный диаметр трубы 0,0265 м, внутренний 0,02 м. Конвектор подключен к малому тепловому насосу и к основной системе теплоснабжения.
В ходе выполнения работы был сделан штатив для крепления термопар. Термопары использовали следующей марки – ДТПL014Э-00.20 /1,5. Сигнал поступающий от термопар преобразовывается через контроллер фирмы Advantech usb 4718. К сожалению, в программе, которая поставляется с Advantech usb 4718, не было подходящей градуировочной характеристики для термопары марки ДТПL014Э-00.20 /1,5. Поэтому в работе, в среде MO Excel, было получено уравнение отвечающее градуировке термопары хромель-копель в температурном диапазоне от -10 до 150 ºС, с целью включения его в программу написанную с помощью языка программирования Visual Basic.
Рис. 7. График полученный в среде Excel
Данные взятые из справочника по метрологии [ссылка на литературу] для работы в Excel
Схема экспериментальной установки и инструкции включение различных режимов работы.
Рис. 8. Экспериментальная установка в реальности
На схеме стрелочками и цифрами обозначены вентиля участвующие в управлении режимами включения конвекторов.
Рис. 9. Принципиальная схема экспериментальной установки
Рис.10. Спецификация