⑴ 沸騰換熱實驗測量原理
實驗原理
在盛滿蒸餾水的大容器內,使水達到飽和溫度後對試件通電加熱,試件表面上不斷產生氣泡和躍離,形成穩定的泡狀沸騰換熱現象。當改變加熱功率時,就改變了熱源管表面的熱負荷,可以觀察到氣泡的形成,擴大和躍離過程以及泡狀核心隨著試件熱負荷提高而增加的現象。如熱負荷增大至一定程度後,所產生的氣泡在管壁面逐漸形成連續的汽膜,就由泡態沸騰向膜態沸騰過渡。此時壁溫會迅速升高,以至會將試件燒毀。測出泡狀沸騰時的加熱功率及試件壁溫,可以得出泡狀沸騰時壁面溫度與水飽和溫度之差隨熱負荷變化的曲線,計算出泡狀沸騰放熱系數。
試件參數單位管子內徑mm2.66.0管子外徑mm3.05.4管子壁厚δmm0.20.3工作段長度Lm0.140.14熱源管的發熱量由流過它的電流及其工作段的電壓降來確定,在試件兩端測量熱電壓降,電流與該電壓降相乘得到的功率值,就是試件表面的散熱量Q。
試件外壁溫度t2很難直接測定,對不銹鋼管試件,可利用插入管內熱電偶測出管內溫度t1,再通過計算求好含運出t2。
三、試驗裝置(見附圖)
試驗裝置主要包括玻璃大容器、試件,大功率直流電源、輔助加熱裝置及測量系統。試件由不銹鋼管製成,其兩端通過電極引入低壓大電流加熱。為了便於觀察,熱源管放在盛有蒸餾水的玻璃容器中。低壓大電流由功率直流電源提供,熱源管的發熱量由流過熱源管的電流和工作段兩端的電壓來確定。熱源管內壁溫度和水的飽和溫度由熱電偶測量,外壁溫度通過計算得到。
為使蒸餾水達到飽和溫度,試驗前先用輔助電熱器將水加熱到沸騰,並保持其沸騰狀態,即可進行試驗。作泡狀沸騰換熱試驗時,可選用下表中不同直徑的不銹鋼管。
四、試驗步驟
1、玻璃容器內充蒸餾水至4/5高度;將試驗裝置測量線路接好,接通工作電源。
2、輔助電熱器通電,當容器中水沸騰後,調節降低工作電壓老或,使沸騰緩慢,以便能清晰觀察試件。
3、觀察大容器內水沸騰的基本現象。啟動功率直流穩壓電源,緩慢地加大熱源管的工作電流,注意觀察下列的沸騰現象:
a、在鋼管的某些固定點上逐漸形成氣泡,並不斷擴大,達到一定大小後,汽泡躍離管壁,漸漸上升,最後離開水面,產生汽泡的固定點稱為汽化核心,汽泡躍離後,又有新的汽泡在住房汽化核心產生,如此再而復始,有一定的周期。
b、隨熱源管工作電流增加,熱負荷加大,管壁上汽化核心的數目增加,汽泡躍離的頻率也相應加大。
c、如熱負荷增大至一定程度後,所產生的汽泡就會在管壁面逐漸形成連續的汽膜,由泡態沸騰向膜態沸騰過渡,此時壁溫會迅速升高,以至將鋼管燒毀(因此,本試驗工作電流不允許超過100安培)。
d、為了測定不同熱負荷下放熱系數α的變化,工作電流在50-98安培范圍內改變,共測7~8個工況,每改變一個工況,待各讀數穩定後,記錄數據。
e、調換不同直徑的不銹鋼管,進行上述試驗。
f、試驗結束前應將功率直流穩壓電源旋至零值,然後切斷電源。
五、數據整理與計算
1、電流流過熱源管,在工作段ab間的發熱量Q:
Q=I×U (W)
式中:I—流過試件的電流(A)
U——工作段ab間電壓(V)
2、試件表面熱負荷q:
q=Q/F (W/m2)
式中:F——工作段ab間的表面積(m2)
3、鋼管外表面溫度t2
試件為圓管時,按有內熱源的長圓管,其管外表面為對流放熱條件,管內壁面絕熱時,根據管內溫度可以計算外壁溫度:
式中:λ—不銹鋼管導熱系數λ=16.3(W/m℃);
L—工作段ab長度(m);
ξ—計算系數
4、泡態沸騰時放熱系數α
在穩定情況下,電流流過熱源管發生的熱量全部通過外表面由水沸騰換熱而帶走,即: Q=Fα(t2-ts) (w)
所以 α=Q/F△t(W/m2℃)
△t=t2-ts (C)
六、實驗報告要求
1、在方格紙上,以q為縱坐標,△t為橫坐標將各測試點繪出,並連成曲線。
2、將實驗結果與邏遜瑙整理推薦的泡態沸騰熱負荷q與溫度△t的關系友梁式:
進行比較,分析討論系數Csf變化帶來的影響。
實驗原始數據記錄及參數計算
試驗管直徑:D2= 工作段長度:L=
工作段面積 F= 系數ξ=
項目
序號物理量符號及計算公式工況
單位工況123451沸騰水飽和溫度Ts℃ 3試件ab間電壓降U伏 5管內壁溫度t1℃ 6熱源管工作電流I安培 8熱源管放熱量Q=I×UW 9管外壁溫度t2=t1-ζQ℃ 10熱源管表面熱負荷q=Q/FW/m2 11沸騰放熱之差△t=t2-ts℃ 12水沸騰放熱系數α=Q/F△tW/m2℃
⑵ 怎樣實測房子的熱負荷
採暖熱負荷的計算的理論公式
一、由建築物散失和獲得的熱量決定: 1、維護結構的耗熱量;
2、加熱由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量; 3、加熱由門、孔洞及相鄰房間侵入的冷空氣的耗熱量; 4、水分蒸發的耗熱量;
5、加熱由外部運入的冷物料和運輸工具的耗熱量; 6、通風耗熱量;
7、最小負荷的工藝設備散熱量; 8、熱管道及其他熱表面的散熱量; 9、熱物料的散熱量;
10、通過其它途徑螞李的散熱和得熱。 -------------------------------------------- 二、維護結構的耗熱量
包括基本耗熱量和附加耗熱量。 1、基本耗熱量計算公式 Q=a*F*K(tn-tw) 其中:
Q=維護結構的基本耗熱量,W; F——維護結構的面積,m2;
K——維護結構的傳熱系數,W/(m2.℃) tn——室內計算溫度,℃ tw——採暖室外計算溫度,℃ a——維護結構的溫差修正系數。
2.當維護物是貼土的非保溫地面時,其溫差搜輪傳熱量為Q(j.d),用下式計算: Q(j.d)=K(pj.d)*F(d)*(tn-tw)
式中:K(pj.d)——房間非保溫貼土地面的平均傳熱系數,W/m2.℃
F(d)——房間地面面積,m2
當房間僅世物信有一面外牆時的K(pj.d) 表1
註:a.當房間長或寬超出6m時,超出部分按表1 查K(pj.d);
b.當房間有三面外牆時,需要房間先劃分兩個相等的部分,每部分包含一個冷拐角,然後,據分割後的長和寬使用本表;
c.當房間有四面外牆時,需要將房間劃分為四個相等的部分,做法同2。 3、維護結構的附加耗熱量
考慮了各項附加以後,維護結構的耗熱量為: Q1=Qj*(1+βch+βf+βli+βm+βfg+βj)*(1+βfg)*(1+βj) 其中:Q1——維護結構的耗熱量,W Qj——維護結構的基本耗熱量,W βch——維護結構的朝向修正率 βf——維護結構的風力修正率 βli——維護結構的兩面外牆修正
βm——維護結構窗牆面積過大修正率 βfg——房屋高度附加修正率 βj——間歇供暖附加修正率 4.冷風滲入耗熱量 4.1.多層和高層民用建築
加熱由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量: Q=0.28*c(p)*ρ(wn)*L(tn-tw)
式中:Q——由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量,W c(p)——空氣的定壓比熱容,取c(p)=1kJ/(kg.℃) ρ(wn)——採暖室外計算溫度下的空氣密度,kg/m3 L——滲透的冷空氣量,m3/h tn——室內計算溫度,℃ tw——採暖室外計算溫度,℃
4.2滲透冷空氣量:
可根據不同的朝向,按下式計算: L=L0*l1*m(b次方)
式中L0——在基準高度單純風壓作用下,不考慮朝向修正和內部割斷情況,通過每米
門窗縫隙進入室內的理論滲透空氣量,m3/(m.h) l1——外門窗縫隙的長度
⑶ 熱負荷計算方法
你好裂讓,簡要回答下:
規范明確說明,相鄰房間溫差大於或等於李局5℃,或通過隔牆和樓板的傳熱量大於該房間熱負荷的10%時,應計算通過隔牆或樓板的傳熱量,傳熱量計算公式參考維護結構耗熱量計算。 規范上說朝向修正率,應考慮當地哪源讓冬季日照率、建築使用和唄遮擋等情況。對於冬季日照率小於35%的地區,東南、西南和南向修正率,宜採用-10%~0,東、西向可不修正。故若你所描述,日照被遮擋,則參考上述描述即可。規范修正並沒有隻說東西南北四個方向,建議細看。
電梯井道需要採暖?需要進行熱負荷計算?第一次聽說。