Разработка пульсирующих режимов подачи теплоносителя в системах отопления зданий с секционными радиаторами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Лапин Евгений Сергеевич

• Лапин Евгений Сергеевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Лапин Евгений Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ПРОБЛЕМЕ

1.1 Описание проблемы низкой эффективности системам теплоснабжения и приборов, пути ее решения

1.2 Влияние колеблющегося потока на теплообмен

1.3 Оценка эффективности теплообменника в импульсном и стационарном режимах

1.4 Анализ методов исследования гидродинамики и теплопередачи в системах

теплоснабжения

Выводы по главе

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Способ реализации пульсаций и смешения теплоносителя для системы отопления с зависимым присоединением к тепловой сети на базе двухконтурного мембранного насоса

2.2 Нахождение зависимости между перемещением и расходом тарельчатой диафрагмы

2.3 Моделирование гидродинамики включения в систему отопления с пульсирующей циркуляцией теплоносителя СР

2.3 Моделирование теплопередачи в отопительном приборе с участком теплосети

2.4 Энергетическая цепь двухконтурного мембранного насоса

Выводы по главе

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

3.1 Назначение экспериментальной установки

3.2 Описание экспериментальной установки

3.3 Разработка нестандартных узлов

3.3.1 Импульсный распределитель потока

3.3.2 Двухконтурный мембранный насос

3.4 Система сбора данных и контрольно-измерительные приборы

Выводы по главе

ГЛАВА 4 МЕТОДИКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Методики и результаты тепловых испытаний секционных радиаторов в сопоставимых режимах

4.2 Гидродинамические испытания экспериментальной образца ДМН

4.3 Методика и алгоритм расчета средней мощности СР при пульсациях теплоносителя

4.4 Разработка схемы системы отопления общественного здания с СР и пульсирующим режимом подачи теплоносителя для зависимого присоединения к тепловой сети на базе энергонезависимого ДМН

4.5 Технико-экономический расчет

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

152

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка пульсирующих режимов подачи теплоносителя в системах отопления зданий с секционными радиаторами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В жилых и общественных зданиях в качестве отопительных приборов широко используются секционные радиаторы (СР), которые имеют низкую эффективность теплопередачи при понижении температуры теплоносителя. Практика показывает, что при снижении температуры теплоносителя до 50 °С, усредненная фактическая (располагаемая) мощность СР составляет 30 % [50]. В связи с этим в весенне-осенний период для зданий с СР традиционные технологии и оборудование тепловых узлов обеспечивают только часть тепловой нагрузки. Данный недостаток компенсируют за счет установки дополнительных секций или использования электрической энергии на нужды отопления. При новом же строительстве ряд застройщиков переходит на пластинчатые радиаторы [50].

Одним из перспективных методов повышения располагаемой мощности СР в системах отопления зданий является создание в них пульсирующей циркуляции теплоносителя. Опыт использования резких прерываний потока теплоносителя в системах горячего водоснабжения на частотах около 1 Гц показывает увеличение коэффициента теплопередачи до 25 % и снижение отложений на теплопередающих поверхностях. Исследования теплопередачи в различных типах каналов трубчатых теплообменников в ламинарном режиме, проводимые МЭИ, также отмечают увеличение теплопередачи до 30 %. Анализ публикаций по данной проблеме показал, что располагаемая мощность СР при пульсациях теплоносителя во многом зависит от технологических и конструктивных решений создания такого режима. Кардинальным решением реализации пульсирующего режима циркуляции теплоносителя является использование в конструкции индивидуального теплового пункта (ИТП) для обеспечения отопительной нагрузки здания, двухконтурного мембранного насоса (ДМН). В связи с этим работа, направленная на обеспечение тепловой нагрузки в системах отопления зданий с СР при низких температурах теплоносителя, реализацией пульсирующего режима в ИТП на базе ДМН, является актуальной.

Диссертационная работа проводилась в соответствии с приоритетным направлением ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарева» «Энергосбережение и новые материалы», №261 Федерального закона «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» и гранта РФФИ № 18-48-130008/18 «Система отопления здания с улучшенной эффективностью теплопередачи отопительных приборов» от [62] 11.10.2018 г.

Степень разработанности проблемы. Вопросы, связанные с повышением эффективности работы, в том числе в системах теплоснабжения, изучались в работах В. Н. Богословского, М. В. Бодрова, Н. П. Валуевой, Б. М. Галицейского, А. И. Еремкина, О. Н. Зайцева, С. Ф. Копьева, С. Ф. Кудашева, А. П. Левцева, И. Ф. Ливчак, К. И. Логачева, А. Н. Макеева, В. И. Панферова, А.Н. Сканави, F. I. Doshmanziari, М. Embaye, Н. R. Kharvani, А. Е. Zohir, и многих других.

Несмотря на значительное количество научных исследований, посвященных практическим и теоретическим аспектам совершенствования систем отопления зданий, актуальной остается задача реализации пульсирующих режимов циркуляции теплоносителя, позволяющих существенно повысить располагаемую мощность CP при низких температурах теплоносителя (менее 70 °С).

Цель диссертационной работы: разработка конструктивно технологических решений для реализации пульсирующих режимов подачи теплоносителя, в системах отопления зданий с секционными радиаторами, обеспечивающих тепловую нагрузку здания при пониженных температурах теплоносителя.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи исследования:

1. Разработать способ реализации пульсаций и смешения теплоносителя для системы отопления с зависимым присоединением к тепловой сети на базе двухконтурного мембранного насоса;

2. Для двухконтурного мембранного насоса установить зависимость расхода теплоносителя от скорости перемещения тарельчатой диафрагмы;

3. Разработать математические модели прогнозирования гидродинамики и теплопередачи для контура отопления с СР при пульсирующей циркуляции теплоносителя;

4. Разработать схему и конструктивное решение лабораторной установки ИТП с двухконтурным мембранным насосом для здания с зависимым подключением к тепловой сети;

5. Исследовать эффективность работы наиболее распространенных типов СР при пульсирующем режиме циркуляции теплоносителя в зависимости от его расхода, частоты пульсаций и схемы соединения радиаторов;

6. Разработать практические рекомендации по расчету средней располагаемой мощности СР в системе отопления общественного зданий с пульсирующим режимом.

Объектом исследования являются конструктивно-технологические решения ИТП на базе двухконтурного мембранного насоса для системы отопления здания с СР.

Предметом исследования являются способы, модели и алгоритмы, обеспечивающие рациональные пульсирующие режимы подачи теплоносителя в системе отопления здания с СР.

Методология и методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и практических результатов в области теплопередачи, гидродинамики теплообменного оборудования, используемого в установках отопления зданий, лабораторные исследования с автоматизацией сбора и обработки данных, математическое моделирование с применением ЭВМ.

Область исследования соответствует требованиям паспорта научной специальности ВАК: 2.1.3. «Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение» (п.2 - в части решения технологических задач теплогазоснабжения; п.З - совершенствования систем теплогазоснабжения; п.4 - в части разработки математических моделей, методов, алгоритмов и компьютерных программ для расчета систем отопления, повышения их эффективности).

Положения, выносимые на защиту:

- способ реализации пульсаций и смешения теплоносителя на основе двухконтурного мембранного насоса;

- математические модели прогнозирования гидродинамики и теплопередачи систем отопления здания с СР и пульсирующем режимом циркуляции теплоносителя;

- алгоритм расчета средней мощности СР для пульсирующего режима;

- конструктивное решение ИТП здания с пульсирующей циркуляцией теплоносителя и зависимым присоединением к тепловой сети на базе двухконтурного мембранного насоса.

Научная новизна работы:

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность применения предложенного нового способа реализации пульсаций и смешения теплоносителя для системы отопления с СР на базе двухконтурного мембранного насоса, позволяющего наиболее полно обеспечить тепловую нагрузку здания;

- разработана математическая модель гидравлической цепи, адекватно описывающая гидродинамику процессов в системе отопления с СР при изменении частоты пульсаций теплоносителя, учитывающая инерционные, податливые и диссипативные свойства участка теплосети и отопительных приборов, а также числа СР и схем их включения;

- разработана математическая модель тепловой цепи, адекватно описывающая процессы теплопередачи в СР при изменении частоты пульсаций теплоносителя, учитывающая его инерционные свойства, активные потери теплопередачи, аккумулирование теплового потока отопительных приборов и постоянные составляющие температуры и теплового потока;

- впервые теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены режимы пульсирующей подачи теплоносителя в системах отопления здания, при которых обеспечивается максимальная располагаемая мощность СР при заданной температуре теплоносителя.

Теоретическая значимость работы:

- предложен и апробирован в лабораторных условиях способ создания пульсирующего режима циркуляции теплоносителя на базе двухконтурного мембранного насоса;

- получены аналитические зависимости для определения объема и приращения объема тарельчатой диафрагмы;

- впервые установлено влияние эффективности работы СР от частоты пульсаций и температуры теплоносителя. Получены экспериментальные зависимости эффективности работы СР при низких температурах теплоносителя от частоты его пульсаций, числа СР и схемы их включения.

Практическая значимость работы состоит конструктивном решении ИТП с пульсацией теплоносителя и схемы его зависимого присоединения к тепловой сети, а также разработке методики и алгоритма расчета средней мощности СР для пульсирующего режима. Внедрение ИТП с пульсирующей циркуляцией и смешением теплоносителя для систем отопления учебного корпуса № 13, общежития № 5 и общежития № 7 ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» позволит снизить теплопотребление этих зданий на 12%.

Достоверность работы подтверждается теоретическим обоснованием, экспериментальной оценкой эффективности предложенных моделей, методов и результатами внедрения в практику, а также опирается на их совпадение с опубликованными научными результатами других авторов.

Личный вклад состоит в создании лабораторной установки ИТП с ДМН, на базе которой проводились экспериментальные исследования; моделировании процессов гидродинамики и теплопередачи системы отопления здания с СР; разработке алгоритма расчета средней мощности СР для пульсирующего режима; участии в выполнении гранта и внедрении результатов диссертационной работы.

Реализация результатов работы. Предложенная технология пульсирующей циркуляции теплоносителя в системе отопления здания была адаптирована в гранте РФФИ №18-48-130008/18 «Система отопления здания с улучшенной эффективностью теплопередачи отопительных приборов» с использованием новых

конструкций распределителей потока. Результаты работы использованы в проектах реконструкции тепловых узлов с реализацией пульсирующей циркуляции теплоносителя в зданиях ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарева» и

000 «Энергосервис» г. Спасск.

Апробация работы. Основные результаты исследования доложены, обсуждены и одобрены на научной конференции «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Саранск, 2017); Международной научно-практической конференции «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии» (Пенза, 2018); Международной научно-практической конференции «Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы» (Саранск, 2019).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 17 работ, из них 6 статей из перечня рецензируемых научных изданий, рекомендованных ВАК и 1 статья в журналах, индексируемых Scopus. Получены

1 патент РФ на изобретение и 1 патент РФ на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав и приложения, изложена на 152 страницах, включает 28 таблиц, 83 рисунка и список литературы из 125 наименований.

ГЛАВА 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО

ПРОБЛЕМЕ

1.1 Описание проблемы низкой эффективности системам теплоснабжения и приборов, пути ее решения

Современные мировые тенденции в развитии систем теплоснабжения ориентированы на снижение нерациональных затрат и потерь теплоносителя при повышении качества поддержания температурного режима в зданиях. Эти тенденции прослеживаются практически во всех программах, связанных с комплексным развитием городов. В России при разработке систем теплоснабжения приоритет отдается централизованным системам теплоснабжения с комбинированной выработкой тепла и энергии [25-28; 36; 82; 86; 105].

Опыт разработки перспективных схем теплоснабжения городов показал, что качество, эффективность и надежность функционирования систем теплоснабжения связаны с новыми технологиями и средствами, используемыми при установке ИТП на вводах в здания [30; 31; 36; 37; 47; 103]. Внедрение ИТП в большом количестве вместо традиционных тепловых пунктов не только улучшает температурный режим в зданиях, но и решает проблему обеспечения заданного напора на вводе в здание по мере увеличения степени централизации системы теплоснабжения от комбинированных источников тепла [69]. Однако ИПТ успешно применяются только в районах новой застройки, где в системах отопления в основном используются панельные радиаторы, а подключение их к тепловой сети осуществляется по независимой схеме. Вместе с тем в районах старой застройки системы отопления и вентиляции, по прежнему подключены к тепловым сетям по зависимой схеме через элеваторный узел, а в качестве отопительных приборов в основном используются СР. Для последних эффективность (отношение распологаемой тепловой мощности к расчетной) СР снижается до 30% при снижении температуры теплоносителя до 50°С. Это было неоднократно доказано в ходе многочисленных энергетических аудитов зданий.

Комплексное энергетическое обследования зданий бюджетных учреждений представленное в [116], показывает, что главным недостатком зависимого подключения систем отопления здания к тепловой сети является завышение температуры в обратном трубопроводе системы отопления по сравнению с требуемым температурным графиком в случае колебаний располагаемого напора в тепловой сети. Данная проблема решается установкой дополнительных насосов для увеличения подмеса теплоносителя из обратного трубопровода системы отопления в подающий.

В соответствии с предложенной методикой работы [48] определяется потенциал энергосбережения здания. И только в случае наличия потенциала энергосбережения рекомендуется установка автоматической системы регулирования температуры теплоносителя либо его настройка (в противном случае данное решение экономически не целесообразно). Следует отметить, что изменение положения регулирующего клапана системы погодного регулирования влияет на гидравлический режим тепловой сети за счет изменения расхода сетевой воды в тепловых сетях. Большая инерционность городских тепловых сетей в части регулирования гидравлического режима приводит к повышению располагаемого напора на вводе в здание и, как результат, повышение расхода теплоносителя и повышение температуры «обратки». Что практически представлено в работе [45; 47; 48; 66], где в процессе энергетического обследовании Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева выявили двухкратное повышение расхода теплоносителя в ночные и праздничные дни, а соответственно и температуры в обратном трубопроводе системы отопления.

Снабжение всех потребителей тепловой энергии регулирующими клапанами по мнению некоторых специалистов может привести к нарушению гидравлического режима тепловой сети [47]. При этом в [4] доказано, что использование регулирующих клапанов на линии подачи (либо «обратки») даже совместно с использованием подмешивающих насосов приводит уменьшению эффективности работы отопительных приборов. Снижение эффективности особенно заметно в осенне-весенний период [66]. В связи с этим при новом

строительстве в последнее время переходят к пластинчатым радиаторам типа Р1ЖМО и др. [83].

Тепловые сети городов имеют разветвленную структуру, различный рельеф местности и высоту зданий, поэтому для протяженных тепловых сетей наличие избыточного располагаемого напора на вводе у некоторых потребителей является частой ситуацией. В связи с этим, каждый тепловой пункт имеет на входе дроссельную шайбу с рассчитанным диаметром, что обеспечивает стабильный гидравлический режим тепловой сети [16, 20, 21, 50]. Если рассматривать крупные города (Москва, Казань и др.), только в тепловых пунктах ОАО «МОЭК» установлено более 9500 дроссельных шайб. Суммарная величина этих потерь эквивалентна сотням МВт электроэнергии, очень необходимой экономики городов. В настоящее время предпринимаются попытки решить задачу обеспечения заданного теплового режима здания путем оптимизацией гидравлического режима тепловой сети пытаются с помощью использования подмешивающих насосом в тепловых узлах на вводах зданий, которые увеличивают скорость теплоносителя через отопительные приборы почти в два раза, но при этом достигнутая эффективность СР не приближается проектной. Из семи учебных корпусов Национального исследовательского Мордовского государственного университета имени Н.П. Огарева, в которых было реализовано данное мероприятие, достигнутая эффективность СР в 2018 году составила в лучшем случае 60% от проектной. Данное мероприятие не дало ожидаемого эффекта, поскольку увеличение скорости теплоносителя через отопительные приборы меняет коэффициент смешения горячего и возвращаемого теплоносителя, а следовательно, снижает мощность отопительного прибора. Кроме того, установка смесительных насосов увеличила потребление электрической энергии в учебных корпусах на 6%. Такая ситуация сложилась из-за отсутствия надежных и недорогих технологий подачи теплоносителя, которые должны базироваться на исследованиях и передовом опыте в области новых стратегий теплоснабжения с учетом особенностей гидродинамики и теплопередачи конкретных отопительных приборов.

В мировой практике в последнее время внимание приковано к стратегии прерывистого отопления зданий [4, 15, 18, 19, 22, 28, 52, 53, 68-71, 75, 80], которая направлена на снижение потребления тепловой энергии в рабочее время на основе прогнозирования рациональной мощности нагревательного оборудования в зависимости от типа задний и планировки помещений. Чередованием периода прогрева и охлаждения экономиться до 20% тепловой энергии за счет ее ограничения в нерабочее время. Применение такой стратегии увеличивает мощность отопительного оборудования [125] в 1,1-1,3 раза и требует дополнительных затрат. Из стратегий непрерывного отопления заслуживают внимание технологии с пульсирующей (импульсной) циркуляцией теплоносителя и средства для их создания, которые подробно описываются в публикациях [37; 4042; 75; 77; 79; 80; 98-100; 119]. В этих работах положительный опыт колеблющихся потоков в теплообменном оборудовании распространяется на системы теплоснабжения с независимым присоединением к тепловым сетям без учета отопительных приборов. Приводятся рекомендации к построению таких схем, однако количественных оценок по достигнутой эффективности таких систем теплоснабжения не приводится. Изучению влияния импульсного потока на потребление энергии панельных радиаторов посвящены работы [110-112] в которых содержатся количественные оценки повышения эффективности около 20% при колебаниях импульсного потока в диапазоне амплитуд от 0,027 м/с до 0,051 м/с и частотой от 0,0523 рад/с до 0,209 рад/с, полученные методами моделирования двух панельных излучателей при сохранении температуры на поверхности радиатора равной 50 °С. Из данных работ неясно, как изменяется эффективность панельных излучателей при изменениии амплитуды расхода теплоносителя. В работе [112], посвященной повышению производительности системы отопления путем замены постоянного потока, подводимого теплоносителя на импульсный с использованием программного обеспечения БтШпк/МайаЬ была реализована математическая модель помещения с одним радиатором. Импульсный поток с амплитудой от 0,024 кг/с до 0,048 кг/с и частотой от 0,0017 рад/с до 0,017 Гц позволяет съэкономить 22% тепловой энергии за счет более равномерного

распределения температуры в помещении. Модель учитывает гидродинамику потока, однако теплопередача не учитывает особенности каналов.

Более подробные исследования гидродинамики и теплопередачи выполнялись на теплообменном обрудовании к конкретными поверхностями теплопередачи на более высоких частотах. В работе [122] изучалось усиление теплообмена для ребристых трубчатых теплообменников с помощью пульсирующего воздушного потока. Исследование проводилось на экспериментальной установке при частотах от 10 Гц до 50 Гц с изменением амплитуды потока воздуха от 13,33% до 15,35% при этом отмечалось увеличение коэффициента теплопередачи в пределах 12,3%. Для жидких сред также наблюдается усиление теплопередачи на более низких частотах. В работе [115] приведены результаты экспериментальных исследований для горизонтально расположенного змеевика для подогрева холодной воды в резервуаре. Средняя температура подогреваемой воды поддерживалась на уровне 60 °С прерывание потока осуществлялось, как на входе, так и выходе змеевика с частотой от 0 до 20 Гц при числах Рейнольдса от 6220 до 16300, при этом средний коэффициент теплопередачи был увеличен до 26% в основном за счет колебаний самого змеевика.

Интенсификация теплопередачи зависит от времени прерывания потока теплоносителя. При снижении времени прерывания потока до нескольких миллисекунд пульсирующий режим переходит в импульсный, который сопровождается гидравлическим ударом, энергия которого может успешно использоваться, например, для привода мембранного насоса [79]. В работе [37] приведено экспериментальное исследование теплообмена с пульсирующим потоком в пластинчатом теплообменнике на частоте около 1 Гц [38; 39]. Увеличение теплопередачи зафиксировано на уровне 25%. Существенное увеличение теплопередачи в импульсного режима на уровне 40% экспериментально доказана при охлаждении мощных полупроводниковых преобразователей на частоте около 1 Гц [119].

Более глубокие исследования по интенсификации теплопередачи с использованием пульсирующего режима для ламинарного течения теплоносителя

в конкретных каналах проводились в Национальном исследовательском Московском энергетическом институте. В работах [7-15] исследовано влияние теплопроводности жидкости вдоль оси канала, термического сопротивления стенки для пульсирующего ламинарного течения теплоносителя [72]. Значительное увеличение теплопередачи теплопередающих поверхностей теплообменников связывается с турбулизацией потока, что особенно актуально для создания новых конструкций микроканальных теплообменников.

Применительно к отопительным приборам, которые работают в переходных режимах с числами Рейнольдса от 2000 до 6000 также наблюдается увеличение их эффективности при пульсирующем и импульсном потоке теплоносителя в зависимости от частоты и амплитуды. Значительное увеличение эффективности СР отопления на уровне 40% получены с применением мембранных насосов на частоте от 0,5 Гц до 1Гц на экспериментальной установке ИТП и объясняются более равномерным распределением температуры по поверхности приборов. При этом расчетные параметры эффективности не были достигнуты из-за ограничений экспериментальной установки ИТП [58-60; 67; 69; 116].

В публикации [58] приведены результаты сравнительных испытаний распределения температуры на поверхности биметаллического радиатора типа БМ РБС-500 в статическом и пульсирующем режиме циркуляции теплоносителя при одинаковом его расходе. Пульсирующий режим задавался от опытного образца ИТП с диафрагменным насосом на частоте прерывания потока 0,45 Гц. Температура на поверхности СР определялась по сортировке термограмм с тепловизора. На рисунке 1.1 показана диаграмма распределения количества точек секционного биметаллического радиатора в зависимости от уровней температур. Анализ приведенных данных (рисунок 1.1) показывает, что распределение температур по поверхности СР при пульсирующем течении теплоносителя более равномерное (на 30%).

В связи с этим исследование, посвященное совершенствованию систем отопления зданий с СР реализацией пульсирующего режима [95; 99; 100] является актуальным и практически значимым.

20000

18000

43-47,6

47,6-52,2

52,2 - 56,8

г, °с

56,8-61,4

61,4-66

Рисунок 1.1- Диаграмма распределения количества точек секционного

биметаллического радиатора в зависимости от уровней температур Современные стратегии повышения эффективности систем теплоснабжения зданий (рисунок 1.2) ориентированы: на прерывистое отопление офисных зданий, которое дает 40% экономии тепловой энергии; импульсное теплоснабжение зданий, одно из новых направлений у которого подтвержденная величина эффекта составляет 28%; создание пульсирующей циркуляции теплоносителя в системе отопления здания с СР, при котором эффективность последних повышается на 40% и более при низких температурах теплоносителя.

Каждая стратегия повышения эффективности систем теплоснабжения требует выполнения ряда условий. Из приведенных стратегий наибольший интерес в части реализации, а также комфортных условий функционирования (отсутствие шума, вибрации и т.п.) наибольший интерес, с нашей точки зрения, принадлежит пульсации теплоносителя в системах теплоснабжения зданий, в которых преимущественно используются СР.

Современные стратегии повышения эффективности систем теплоснабжения

зданий

Прерывистое отопление офисных зданий (до 40% экономии тепловой энергии) Импульсное теплоснабжение зданий (до 25% снижение ТЭР) Пульсации теплоносителя в системах отопления зданий (до 30% снижение ТЭР)

к

X

ш

т X го

^ л го

с X го

ш л о.

ш >. с ш со

^ н

н ^

о с

о X о н

и о ш

о ^ ш

5 ь о

(О о о.

о о о

ш X ю

ш 3" о ^ о.

т 5 с

^

с

га

X

о к

о

X X

_о го

с ш го

н и:

^ ^

и X

о ш

с и

о ш ^_ч

с о. го

^ ш с

с ю о о н

о ш

о о.

1_ о. с

о ш

ш X

ш <п

с >. X го с го

ш ^

^ =г

т X

^ а>

с н

го о

X с

ш

л *—*

л X X "Е

о. ш 3 о

о ю о

^ л ^

о. ш о

с о

ш л с

л н го ш ш ш

X X

л ш

с ^ 5

а> 1- и ш

^ о. X

с ш

о к

н л

о ш X

^ ш с

о X ш

1— и го

с 4

о

4

л

^ н ш £

го ш со

о. о ш ш с о ю

ю о к ^ о. о ю ^ о. с

X ч:

ш ^ о

3 л & о ^ о. ш

ш I

ш со с

о.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лапин Евгений Сергеевич, 2023 год

Источник питания

датчиков с выходом 4-20 мА

е-

] ОШ71 ] QlllR I

■j ШЁ] \ Щ|Ц|

] ошд1 I П|||?|

\ ПШ1 I-

■ЬёыЗ^т

Рисунок 3.11- Функциональная схема блока токовых шунтов RealLab! NL-8CS Шунты включены по схеме с раздельными входными «Сот» и выходными «AGND» общими выводами. Такое включение позволяет подключить общий источник питания для всех 8-ми датчиков с токовым выходом 4-20 мА. Технические характеристики блока токовых шунтов RealLab! NL-8CS приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Технические характеристики блока токовых шунтов RealLab! NL-8CS

№ п/п Параметр Обозначение Величина Единица измерения

Точностные параметры

1 Основная погрешность преобразования тока в напряжение 5П ±0,02 %

2 Дополнительная погрешность преобразования тока в напряжение аг +5*10"5 1/град

Предельные условия эксплуатации

3 Входной ток, не более (по модулю) 50 мА

4 Температура хранения -40...+85 °С

5 Относительная влажность, не более 80%

Для измерения избыточного давления в экспериментальной установке

использовался преобразователь избыточного давления типа ПД-Р-1,6МПа-05-01/2" (рисунок 3.12) [5]. Датчик давления имеет линейную характеристику и снабжен токовым выходом 4-20 мА, который позволяет посредством токовых шунтов подключать датчик ПД-Р-1,6МПа-05-01/2" к внешнему модулю Е14-440. Технические характеристики первичного преобразователя давления ПД-Р-1,6МПа-05-01/2" указаны в таблице 3.3 [35].

Рисунок 3.12 - Преобразователь избыточного давления типа

ПД-Р-1,6МПа-05-01/2"

Таблица 3.3 — Технические характеристики ПД-Р-1,6МПа-05-01/2"

Показатель Значение

Выходной сигнал, мА 4 -20

Предел давления, МПа 0-1,6

Сопротивление нагрузки, кОм 0-1

Предел допускаемой основной по грешности, % ±0,5

Диапазон температур окружающего от воздуха, °С -40 до ±80

Напряжение питания, В 9-30

Степень защиты корпуса ГР65

В качестве первичного измерителя преобразователя температуры использовался термометр сопротивления ДТС0356Л-50М.1Д60.И [5] (рисунок 3.13) с нормирующим преобразователем НТП-2.06.1.2 (рисунок 3.14) [35]. При помощи нормирующего преобразователя сигнал с термометра сопротивления представлялся в виде токового сигнала 4-20 мА и при помощи шунтирующего сопротивления преобразовывался в сигнал 0-5 В, воспринимаемый внешним модулем А ЦП/Ц А П на шину USB Е14-440.

Рисунок 3.13 - Первичный измеритель преобразователя температуры

ДТС0356Л-50М.1Д60.И Основные технические характеристики первичного измерителя преобразователя температуры представлены в таблице 3.4, нормирующего токового преобразователя в таблице 3.5.

Таблица 3.4 - Основные технические характеристики первичного измерителя преобразователя температуры ДТС0356Л-50М.1,0.60.И [5]

Характеристика Параметр

Тип ДТС

Номинальная статическая характеристика 5 ОМ

Диапазон измеряемых температур, °С -50...+180

Диапазон преобразования, °С 0.. .+150

Погрешность, % ±1,0

Показатель тепловой инерции, с, не более 30

Максимальная глубина погружения, мм 80

Рабочий ток, мА, не более 1

Сопротивление изоляции, МОм, не менее 100

Степень защиты ГР54

Условное давление, МПа 10

Рисунок 3.14 - Нормирующий токовый преобразователь НТП-2.06.1.2

Таблица 3.5 - Основные технические характеристики нормирующего токового преобразователя НТП-2.06.1.2__

Характеристика Параметр

Номинальное значение напряжения питания, В 24

Диапазон выходного тока преобразователя, мА 4-20

Вид зависимости «ток от температуры» линейная

Нелинейность преобразования, %, не хуже ±0,2

Разрядность цифро-аналогового преобразователя, не менее 12 бит

Номинальное значение сопротивления нагрузки (при напряжении питания 24 В), Ом ±5 % 250 Ом ±5 %

Максимальное допустимое сопротивление нагрузки (при напряжении питания 36 В), Ом 1200

Пульсации выходного сигнала, % 0,6

Показатель тепловой инерции, не более 20...40 с

Температура окружающего воздуха в помещение фиксировалась при помощи термопреобразователя сопротивления ДТС125М-РТ100.0,25.120 модель 125 чувствительный элемент с НСХ РТ100 класс точности 0,25 длина монтажной части 120 мм с выходным сигналом 4...20 м А диапазон преобразования -40...+80 °С (рисунок 3.15) [35],

Рисунок 3.15 - Термопреобразователя сопротивления ДТС125М-РТ100.0,25.120.

Для определения положения штока ДМН во время работы использовался резистор переменный ползунковый СПЗ-236, технические характеристики которого приведены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 - Технические характеристики резистора переменного ползункового СПЗ-236

Характеристика Параметр

Номинальная рассеиваемая мощность, Вт 0,25

Номинальное сопротивление, кОм 330

Функциональная характеристика А

Для определения расхода теплоносителя в системе использовался счетчик воды СВК 20-5 (рисунок 3.16), технические характеристики которого приведены в таблице 3.7.

Рисунок 3.16- Счетчик воды СВК 20-5

Характеристика Параметр

Температура измеряемой среды, °С от +5 до +90

Диаметр условного прохода, мм 20

Расход воды, м3/ч

минимальныи 0,05

максимальный 5

Потеря давления, МПа од

Для определения расхода через СР использовался счетчик воды СВК 15-3-8 (рисунок 3.17), технические характеристики которого приведены в таблице 3.7.

Рисунок 3.17- Счетчик воды СВК 15-3-8

Таблица 3.7 - Технические характеристики счетчика воды СВК 20-5

Характеристика Параметр

Температура измеряемой среды, °С от +5 до +90

Диаметр условного прохода, мм 15

Расход воды, м3/ч

минимальныи 0,03

максимальный 3

Потеря давления, МПа од

Выводы по главе 3

Экспериментальная установка ИТП с пульсирующей циркуляцией и смешением теплоносителя создана в соответствии с поставленными задачами. Такая установка представляет физическую модель ИТП на базе ДМН с зависимым присоединением к тепловой сети с пульсирующей циркуляцией теплоносителя в системе отопления здания. Экспериментальная установка включает два гидравлически не связанных контура.

Экспериментальная установка конструктивно включает: опытный образец ДМН с ударными клапанами; импульсный распределитель патока; CP; регулирующею арматуру (вентили, клапаны и др.); трубопроводы; систему сбора данных и контрольно-измерительные приборы.

ДМН представляет собой насос смеситель диафрагменного типа с гидравлическим приводом. В качестве эластичных диафрагм использовались силовые элементы тормозной системы автомобиля МАЗ (эластичная диафрагма ТИП-30), которая обладает достаточной прочностью на разрыв, высокой чувствительностью к воздействию на нее внешнего давления и стойкостью к повышенным температурам. Производительность одного хода камеры составляет 1,1л. На конструктивное решение ДМН получен патент на полезную модель [95].

Для распределения импульсного потока в рабочие камеры ДМН предложено оригинальное решение импульсного распределителя потока с внешним приводом [96]. Оригинальность конструктивного решение заключается в отсутствии периода перекрытия клапанов и относительно низкого входного гидравлического сопротивления клапанов.

Для сбора данных с первичных измерительных преобразователей предложена автоматизированная система сбора данных на основе модуля АЦП/ЦАП на шину USB Е14-440 фирмы ЗАО «Л-КАРД», которая обеспечивает сбор данных до 16 дифференциальных каналов на частоте до 400 кГц. Модуль позволяет устанавливать программную настройку числа и последовательности

опроса данных. В процессе работы было задействовано 14 каналов, основная частота преобразования АЦП 10 кГц.

В качестве первичных измерительных преобразователей использовались современные: блок токовых шунтов Яеа1ЬаЬ! ЫЬ-8С8; первичный измерительный преобразователь температуры ДТС0356Л-50М.1,0.60.И и ДТС125М-РТ100.0,25.120, преобразователь избыточного давления типа ПД-Р-1,6МПа-05-ЪУТ и др.

ГЛАВА 4 МЕТОДИКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

4Л Методики и результаты тепловых испытаний секционных радиаторов в

сопоставимых режимах

Проведение тепловых испытаний секционных радиаторов в пульсирующем режиме осуществлялось на лабораторной установке ИТП на базе ДМН, принцип работа которой подробно описана в главе 3.

Тепловые испытания CP проводились согласно схемы экспериментальной установки (рисунок 3.1) по следующей методике [5; 19; 104]:

- предварительно прогревался сетевой контур до минимальной требуемой температуры теплоносителя в подающем трубопроводе, далее с помощью частотного привода устанавливался необходимый перепад давлений между подающим и обратным трубопроводами (1,5-3 кгс/см2);

- запускался электропривод мембранного насоса и преобразователем частоты устанавливался режим работы мембранного насоса (0,52 Гц), в подающим трубопроводе выдерживалось время в течение 30 минут чтобы, устанавливалась температура (46,7 °С);

- в установившемся режиме расход теплоносителя поддерживался на уровне (60 л/ч), а температура охлажденного теплоносителя поддерживалась по графику качественного регулирования с помощью параллельно включенного калорифера «Веза» ABO 52. При этом средняя температура на подаче CP (RIFAR BASE 500 12 секций) составляла 40,8°С. После установления устойчивого режима работы CP (примерно 30 минут) производились записи температуры с первичных измерительных преобразователей температуры (Овен ДТС035Л-100М.05.60.И) с помощью контроллера L-CARD El4-440. Температура в помещение постоянно поддерживалась на уровне 22 °С;

- далее последовательно увеличивался расход теплоносителя через CP (120, 180, 240, 300, 360 л/ч), с периодичностью в 30 минут для того, чтобы установился

режим работы СР. Расход теплоносителя через СР измерялся при помощи счетчика горячей воды («1ТЕЬМА» \¥Г\У20.0080). При каждом режиме работы производились записи температуры в подающем, обратном трубопроводах тепловой сети, на входе и выходе СР и входе в калорифер Ь, ть ¿сР2, //<■/) при помощи контроллера с частотой сбора данных 100 Гц. Результаты записи температуры в подающем, обратном трубопроводе тепловой сети, на входе и выходе СР и входе в калорифер Ь, рь £сР2, //<■/) при // =46,7 °С для трех реализаций процессов приведены в таблице 4.1, а для наглядности их линии трендов указаны на графике (рисунок 4.1);

Таблица 4.1 - Результаты эксперимента №1 (//=46,7 °С)

№ п/п /,Гц Оср, л/ч и,° с 12,° С 1ср1,° С 1СР2,° С С

1 0,52 60 46,99 42,09 40,85 34,54 42,81

2 0,52 60 46,95 42,06 40,83 34,34 42,81

3 0,52 60 47,05 42,06 40,83 34,12 42,78

4 0,52 120 46,91 41,96 42,16 37,83 42,77

5 0,52 120 46,82 41,97 42,22 37,79 42,79

6 0,52 120 46,72 41,98 42,23 37,76 42,75

7 0,52 180 46,61 41,92 42,61 39,88 42,72

8 0,52 180 46,52 41,92 42,62 39,90 42,65

9 0,52 180 46,52 41,88 42,54 39,88 42,62

10 0,52 240 46,77 41,90 43,03 40,87 42,91

11 0,52 240 46,68 41,96 43,04 40,87 42,87

12 0,52 240 46,60 41,98 42,95 40,89 42,78

13 0,52 300 46,33 41,21 42,38 40,72 42,20

14 0,52 300 46,22 41,33 42,50 40,77 42,29

15 0,52 300 46,11 41,41 42,59 40,84 42,34

16 0,52 360 45,42 41,39 42,11 41,63 41,70

17 0,52 360 45,44 41,13 42,03 41,39 41,72

18 0,52 360 45,48 41,00 42,11 41,27 41,79

- в последующем ступенчато изменялась температура в подающем трубопроводе (55,7, 64,3, 74,5 °С) и опыт повторялся с расходом через СР (60, 120, 180, 240, 300, 360 л/ч). Выдержка времени между отдельными режимами составляла примерно 30 минут. Аналогично производилась запись температуры 11, Ь, к:[>2, кь Результаты записи температуры в подающем, обратном

трубопроводе тепловой сети, на входе и выходе СР и входе в калорифер (11, 12,1:ср1, 1ср2, 1ла) для трех реализаций процессов приведены в таблице 4.2-4.4, а для наглядности их линии трендов указаны на графике (рисунок 4.2-4.4);

У 45,00 43,00

41,00 39,00 37,00 35,00 33,00

50 100 150 200 250 300 350 400

Xtcpl, °С Ж tcp2, °С +tKl, °С G, л/ч

Рисунок 4.1- Графики изменения температур tcpi, tcp2, fei при средней температуре

в подающем трубопроводе ti=46,7 °С

Таблица 4.2 - Результаты эксперимента №2 (ti=55,7 °С)

№ п/п £Гц Gcp, л/ч ti.°C t2.°C tcpi. °С tcp2.°C tKi.°C

1 0,52 60 55,34 50,07 49,78 40,90 50,62

2 0,52 60 55,24 49,86 49,56 40,86 50,60

3 0,52 60 55,28 49,82 49,33 40,78 50,55

4 0,52 120 56,19 50,11 50,19 43,47 51,10

5 0,52 120 56,22 50,14 50,22 43,54 51,17

6 0,52 120 56,33 50,16 50,28 43,58 51,16

7 0,52 180 56,81 50,95 51,65 47,36 51,94

8 0,52 180 56,93 50,96 51,62 47,42 51,92

9 0,52 180 57,04 50,91 51,58 47,47 51,94

10 0,52 240 56,89 50,94 51,90 48,51 52,01

11 0,52 240 56,91 50,99 51,91 48,54 52,01

12 0,52 240 56,90 50,96 51,90 48,55 51,99

13 0,52 300 56,99 51,10 52,31 49,82 52,17

14 0,52 300 56,96 51,12 52,27 49,86 52,19

15 0,52 300 56,90 51,09 52,27 49,89 52,14

16 0,52 360 56,85 51,08 52,37 50,36 52,19

17 0,52 360 56,88 51,08 52,34 50,43 52,18

18 0,52 360 56,85 51,05 52,38 50,43 52,17

и

^ 53,00

51,00

49,00 47,00 45,00 43,00 41,00 39,00

50 100 150 200 250 300 350 400

Xtcpl, °С Ж tcp2, °С +tKl, °С G, л/ч

Рисунок 4.2- Графики изменения температур tcpi, tcP2, fei при средней температуре

в подающем трубопроводе ti=55,7 °С

Таблица 4.3 - Результаты эксперимента №3 (ti=64 3 °С)

№ п/п f, Гц Gcp, л/ч ti.°c tz°C tcpi. °С tcP2.°C tKi.°C

1 0,52 60 65,70 58,41 56,49 42,90 59,72

2 0,52 60 65,75 58,43 56,46 42,75 59,72

3 0,52 60 65,74 58,47 56,45 42,60 59,78

4 0,52 120 65,26 58,48 58,26 49,44 59,73

5 0,52 120 65,28 58,42 58,19 49,35 59,69

6 0,52 120 65,26 58,38 58,18 49,30 59,64

7 0,52 180 65,27 58,48 58,95 52,86 59,77

8 0,52 180 65,28 58,42 58,90 52,88 59,70

9 0,52 180 65,40 58,37 58,82 52,84 59,62

10 0,52 240 65,49 58,48 59,42 55,06 59,87

11 0,52 240 65,47 58,49 59,44 55,06 59,86

12 0,52 240 65,49 58,45 59,45 55,09 59,89

13 0,52 300 65,10 58,03 59,50 55,75 59,53

14 0,52 300 65,00 58,11 59,52 55,84 59,57

15 0,52 300 65,00 58,20 59,55 55,94 59,58

16 0,52 360 64,07 56,83 58,46 55,63 58,36

17 0,52 360 64,18 56,98 58,63 55,68 58,50

18 0,52 360 64,33 57,10 58,78 55,72 58,63

и

62,00 60,00 58,00 56,00 54,00 52,00 50,00 48,00 46,00 44,00 42,00

50 100 150 200 250 300 350 400

Xtcpl, "С Ж tcp2, °С +tKl, °С G, л/ч

Рисунок 4.3- Графики изменения температур tcpi, tcP2, tin при средней температуре

в подающем трубопроводе ti=64,3 °С

аблица 4.4 - Результаты эксперимента №4 (ti=74 5 °С)

№ п/п £> Гц Gcp, л/ч ti.°C tz°C tcpi. °С tcP2.°C tKi.°C

1 0,52 60 74,87 66,63 65,11 49,37 68,21

2 0,52 60 74,88 66,59 65,13 49,39 68,20

3 0,52 60 74,86 66,57 65,16 49,34 68,22

4 0,52 120 74,92 66,36 66,23 53,61 68,06

5 0,52 120 74,86 66,35 66,20 53,78 68,12

6 0,52 120 74,83 66,40 66,23 53,91 68,15

7 0,52 180 74,66 66,26 67,05 57,86 67,98

8 0,52 180 74,64 66,30 67,05 58,23 68,01

9 0,52 180 74,61 66,30 67,10 58,50 68,04

10 0,52 240 74,58 66,32 67,62 61,95 68,14

11 0,52 240 74,56 66,32 67,60 62,00 68,14

12 0,52 240 74,53 66,32 67,61 62,05 68,12

13 0,52 300 74,54 66,27 67,82 63,30 68,14

14 0,52 300 74,60 66,35 67,83 63,30 68,11

15 0,52 300 74,58 66,42 67,87 63,30 68,18

16 0,52 360 74,36 66,45 68,17 64,55 68,15

17 0,52 360 74,40 66,45 68,15 64,58 68,12

18 0,52 360 74,39 66,43 68,15 64,59 68,12

_ —i—- i

— -г =1=

л

У 70,00 *

68,00

66,00 64,00 62,00 60,00 58,00 56,00 54,00 52,00 50,00 48,00

50 100 150 200 250 300 350 400

X 1:ср1, °С Ж 1:ср2, °С +1:к1, °С б, л/ч

Рисунок 4.4- Графики изменения температур ^рь к-рг, при средней температуре

в подающем трубопроводе I г 74,5 °С - эксперимент повторялся в той же последовательности при частоте работы мембранного насоса (0,57, 0,62 Гц). Температура в помещение поддерживалась в пределах 22 °С на всем протяжение эксперимента. Результаты записи температуры в подающем, обратном трубопроводе тепловой сети, на входе и выходе СР и входе в калорифер (1л, 12Лти 1:ср2, 1та) для трех реализаций процессов приведены в таблице 4.5-4.12, а для наглядности их линии трендов указаны на графике (рисунок 4.54.12);

Таблица 4.5 - Результаты эксперимента №5 (11=46,7 °С)

№ п/п £> Гц Сер, л/ч и,°с Хг°С 1ср1.°С 1ср2.°С

1 0,57 60 46,67 42,28 40,76 34,58 42,88

2 0,57 60 46,74 42,25 40,69 34,37 42,89

3 0,57 60 46,69 42,27 40,67 34,22 42,91

4 0,57 120 46,69 42,03 41,74 37,55 42,80

5 0,57 120 46,63 42,05 41,70 37,44 42,82

6 0,57 120 46,59 42,13 41,76 37,35 42,84

7 0,57 180 46,40 41,95 42,21 39,36 42,59

8 0,57 180 46,48 41,87 42,15 39,40 42,62

9 0,57 180 46,51 41,88 42,14 39,35 42,63

10 0,57 240 45,72 41,14 41,77 40,11 41,85

11 0,57 240 45,79 41,21 41,84 40,10 41,93

12 0,57 240 45,78 41,27 41,90 40,11 42,00

13 0,57 300 45,02 41,92 42,33 41,70 42,06

-ч— + ж -- ^ ж

ж

>< > <

Л

ш т

Ж

Продолжение Таблицы 4.5

14 0,57 300 45,02 41,67 42,09 41,40 41,84

15 0,57 300 45,12 41,35 41,91 41,15 41,72

16 0,57 360 47,46 44,59 45,08 44,30 44,79

17 0,57 360 47,11 44,25 44,74 43,96 44,47

18 0,57 360 46,78 43,94 44,41 43,69 44,14

и 45,00

+ \Е

+ i

X —л—

X Ж ж

1

50 100 150 200 250 300 350 400

Xtcpl, °С Ж tcp2, °С +tKl, °С G, л/ч

Рисунок 4.5- Графики изменения температур tcpi, tcp2, fei при средней температуре

в подающем трубопроводе ti=46,7 °С

аблица 4.6 - Результаты эксперимента №6 (ti=55 7 °С)

№ п/п Г Гц Gcp, л/ч ti.°C tz°C tcpi. °С tcpz°C tKi.°C

1 0,57 60 54,91 51,38 51,53 38,71 51,64

2 0,57 60 54,44 50,95 51,12 38,58 51,17

3 0,57 60 53,98 50,53 50,74 38,51 50,75

4 0,57 120 53,85 49,00 48,69 41,22 49,67

5 0,57 120 53,95 48,85 48,63 41,46 49,58

6 0,57 120 54,00 48,78 48,54 41,55 49,56

7 0,57 180 55,02 49,29 49,66 44,82 50,35

8 0,57 180 55,14 49,40 49,73 44,95 50,40

9 0,57 180 55,31 49,46 49,80 45,07 50,46

10 0,57 240 55,34 49,86 50,53 46,76 50,84

11 0,57 240 55,34 49,89 50,53 46,85 50,86

12 0,57 240 55,49 49,88 50,50 46,97 50,84

13 0,57 300 55,76 50,25 51,09 48,38 51,21

14 0,57 300 55,87 50,26 51,07 48,44 51,26

15 0,57 300 55,87 50,26 51,14 48,48 51,30

16 0,57 360 55,99 50,29 51,44 49,22 51,40

17 0,57 360 56,10 50,37 51,50 49,28 51,45

18 0,57 360 56,17 50,50 51,55 49,34 51,55

и

\ 52,00

50,00 48,00 46,00 44,00 42,00 40,00 38,00

50 100 150 200 250 300 350 400

Xtcpl, °С Xtcp2, °С +tKl, °С G, л/ч

Рисунок 4.6- Графики изменения температур tcpi, tcP2, U<\ при средней температуре

в подающем трубопроводе ti=55,7 °С

Таблица 4.7 - Результаты эксперимента №7 (ti=64,3 °С)

№ п/п Г Гц Gcp, л/ч ti.°C tz°C tcpi. °С tcP2.°C tKi.°C

1 0,57 60 64,27 57,89 55,38 43,44 59,13

2 0,57 60 64,32 57,88 55,34 43,11 59,12

3 0,57 60 64,29 57,87 55,37 42,76 59,12

4 0,57 120 64,06 57,72 56,85 48,99 59,04

5 0,57 120 64,05 57,76 56,89 48,68 59,00

6 0,57 120 64,01 57,74 56,88 48,37 58,95

7 0,57 180 63,87 57,47 57,79 51,97 58,77

8 0,57 180 63,84 57,56 57,76 51,96 58,77

9 0,57 180 63,87 57,50 57,76 51,93 58,76

10 0,57 240 63,56 57,28 58,11 53,60 58,59

11 0,57 240 63,61 57,32 58,05 53,70 58,50

12 0,57 240 63,67 57,26 58,02 53,75 58,51

13 0,57 300 63,79 57,62 58,68 55,21 58,85

14 0,57 300 63,79 57,63 58,65 55,16 58,82

15 0,57 300 63,73 57,59 58,59 55,09 58,78

16 0,57 360 63,79 57,62 58,68 55,21 58,85

17 0,57 360 63,79 57,63 58,65 55,16 58,82

18 0,57 360 63,73 57,59 58,59 55,09 58,78

1 i

к W Л Ж

- / -

/ s

/ ш

\ 60,00

58,00 56,00

54,00 52,00 50,00 48,00 46,00 44,00 42,00

50 100 150 200 250 300 350 400

Xtcpl, "С Ж tcp2, °С +tKl, °С G, л/ч

Рисунок 4.7- Графики изменения температур tcpi, tcP2, tin при средней температуре

в подающем трубопроводе ti=64,3 °С

аблица 4.8 - Результаты эксперимента №8 (ti=74 5 °С)

№ п/п Г Гц Gcp, л/ч ti.°C t2.°C tcpi. °С tcP2.°C tKi.°C

1 0,57 60 74,34 66,76 63,43 40,46 68,15

2 0,57 60 74,53 66,69 63,40 40,49 68,10

3 0,57 60 74,66 66,70 63,43 40,59 68,17

4 0,57 120 74,49 66,84 64,68 46,68 68,30

5 0,57 120 74,52 66,88 64,63 46,75 68,29

6 0,57 120 74,53 66,88 64,61 46,79 68,33

7 0,57 180 74,43 66,64 66,89 58,34 68,32

8 0,57 180 74,50 66,63 66,89 58,47 68,32

9 0,57 180 74,56 66,64 66,94 58,61 68,37

10 0,57 240 74,65 66,90 67,75 62,02 68,60

11 0,57 240 74,59 66,92 67,75 62,07 68,64

12 0,57 240 74,59 66,90 67,82 62,11 68,65

13 0,57 300 74,19 66,84 67,91 63,32 68,48

14 0,57 300 74,29 66,79 67,87 63,32 68,44

15 0,57 300 74,39 66,69 67,85 63,30 68,40

16 0,57 360 74,37 66,64 68,09 64,19 68,47

17 0,57 360 74,32 66,64 68,07 64,18 68,49

18 0,57 360 74,33 66,66 68,08 64,06 68,47

69,00 67,00 65,00 63,00 61,00 59,00 57,00 55,00 53,00 51,00 49,00 47,00 45,00 43,00 41,00 39,00

50 100 150 200 250 300 350 400

Xtcpl, °С Ж tcp2, °С +tKl, "С G,n/4

Рисунок 4.8- Графики изменения температур tcpi, tcp2, fei при средней температуре

в подающем трубопроводе ti 74,5 °С

Таблица 4.9 - Результаты эксперимента №9 (ti=46,7 °С)

№ п/п Г Гц Gcp, л/ч ti.°C tz°C tcpi. °С tcpz°C

1 0,62 60 46,85 42,37 40,75 31,97 43,17

2 0,62 60 46,82 42,41 40,72 31,88 43,18

3 0,62 60 46,84 42,46 40,74 31,78 43,17

4 0,62 120 46,84 42,23 41,80 34,13 43,03

5 0,62 120 46,78 42,25 41,77 34,25 43,05

6 0,62 120 46,65 42,29 41,75 34,42 43,07

7 0,62 180 46,51 42,12 42,25 38,12 42,91

8 0,62 180 46,44 42,15 42,22 38,33 42,88

9 0,62 180 46,41 42,05 42,23 38,49 42,81

10 0,62 240 46,65 42,11 42,47 39,67 43,02

11 0,62 240 46,52 42,15 42,53 39,77 43,04

12 0,62 240 46,45 42,21 42,53 39,86 42,97

13 0,62 300 46,63 42,31 42,96 41,13 43,17

14 0,62 300 46,64 42,28 42,94 41,15 43,15

15 0,62 300 46,64 42,29 42,86 41,16 43,07

16 0,62 360 46,68 42,20 42,93 41,32 43,08

17 0,62 360 46,61 42,21 42,93 41,34 43,15

18 0,62 360 46,56 42,24 42,93 41,32 43,09

Н 45,00 43,00

41,00 39,00 37,00 35,00 33,00 31,00

50 100 150 200 250 300 350 400

Х1:ср1, °С Ж 1:ср2, °С + 1:к1, °С в, л/ч

Рисунок 4.9- Графики изменения температур 1:срь при средней температуре

в подающем трубопроводе 11=46,7 °С

Таблица 4.10 - Результаты эксперимента №10 (11=55,7 °С)

№ п/п £> Гц Оср, л/ч 12. °С 1ср1.°С 1сР2,°С

1 0,62 60 56,18 50,66 49,28 39,52 51,61

2 0,62 60 56,15 50,69 49,26 39,39 51,65

3 0,62 60 56,11 50,71 49,24 39,22 51,61

4 0,62 120 56,12 50,77 50,25 44,32 51,70

5 0,62 120 56,08 50,79 50,27 44,20 51,66

6 0,62 120 56,11 50,70 50,25 44,08 51,59

7 0,62 180 56,27 50,82 50,79 46,28 51,87

8 0,62 180 56,24 50,79 50,79 46,21 51,82

9 0,62 180 56,18 50,78 50,74 46,15 51,75

10 0,62 240 56,15 50,53 50,91 47,59 51,60

11 0,62 240 56,18 50,54 50,93 47,61 51,61

12 0,62 240 56,18 50,61 50,93 47,64 51,67

13 0,62 300 55,84 50,01 50,63 47,58 51,24

14 0,62 300 56,01 50,12 50,68 47,66 51,29

15 0,62 300 55,97 50,19 50,77 47,73 51,40

16 0,62 360 54,63 48,29 49,27 46,36 49,78

17 0,62 360 54,82 48,54 49,49 46,64 49,95

18 0,62 360 54,96 48,81 49,71 46,89 50,15

Рисунок 4.10- Графики изменения температур 1:срь 1ю при средней температуре в подающем трубопроводе 11=55,7 °С