50734

Теоретичні основи теплотехніки

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Лабораторна робота №1 Визначення термічного ККД електричної печі опору Мета роботи: експериментально визначити величини теплових потоків в процесі нагрівання метала в різних температурних діапазонах і розрахувати ККД печі. Технічна характеристика електропечі Номінальна потужність кВт 25 025 Номінальна температура ˚С 900 Розміри робочого простору мм довжина ширина висота 200 160 80 Час досягнення номінальної температури без завантаження хв. не більше...

Украинкский

2014-01-29

144.5 KB

6 чел.

 Міністерство освіти і науки України

Житомирський державний технологічний університет

         Теоретичні основи теплотехніки

                         Лабораторна робота №1

Виконав :                                                                 Іщук М.

Перевірив:                                                                 Степчин Я.А.

                                       2012р.

                                           Лабораторна робота №1

Визначення термічного ККД електричної печі опору

Мета роботи: експериментально визначити величини теплових потоків в процесі нагрівання метала в різних температурних діапазонах і розрахувати ККД печі.

Обладнання: електропіч опору камерна лабораторна СНОЛ -

1,6.2,0.0,8/9-М1 УХЛ4.2; мілівольтметр, штучна термопара; металева деталь; годинник.

Загальні положення

Електропіч СНОЛ -1,6.2,0.0,8/9-М1 УХЛ4.2 призначена для проведення різних видів термообробки.

Технічна характеристика електропечі

Номінальна потужність, кВт

2,5 + 0,25

Номінальна температура, ˚С

900

Розміри робочого простору, мм

довжина

ширина

висота

200

160

80

Час досягнення номінальної температури (без завантаження), хв. не більше

100

Точність автоматичного регулювання при номінальній температурі (без завантаження), ˚С

±10

Середовище в робочому просторі

повітря

Номінальна напруга електричної мережі, В

220

Частота, Гц

50

Кількість фаз

одна

Габаритні розміри, мм

довжина

ширина

висота

630

485

700

Маса, кг

65

Порядок виконання роботи

  1.  В робочий простір печі помістити металевий зразок, встановити термопару і закрити піч кришкою (Рис. 5.1).

Рис. 5.1. Схема лабораторної установки на основі електричної печі опору. 1 металевий корпус печі, 2 теплоізоляційний шар, 3 вогнестійкий шар, 4 теплоізоляційні дверцята, 5 нагрівальний елемент, 6 заготовка, 7 термопара.

Кресленик  зразка

2. Увімкнути установку в мережу.

3. Виміряти температуру зразка та в печі та занести результати в таблицю 5.1. Зафіксувати час початку роботи печі.

  1.  Через кожні 100 ˚С нагрівання зразка та печі фіксувати час досягнення температури піччю та зразком та заносити результати в таблицю 5.1.
  2.  Після нагрівання зразка до 300 ˚С вимкнути піч.
  3.  Розрахувати кількість теплоти, яка виділена в печі за кожний з проміжків часу.
  4.   Розрахувати кількість теплоти, яка отримана зразком за кожний з проміжків часу.
  5.  Розрахувати поточні значення ККД та теплових потоків через поверхню зразка за кожний з проміжків часу і заповнити таблицю 5.1.

Таблиця 5.1.

tпечі ,

˚C

tзраз ,

˚C

τпечі,

с

Qприх,

Дж

Qотр,

Дж

η,

%

q, 

Дж/м2с

20

20

4410

 22,6

  0,5

  760

100

60

2280

100

2940

150

115

3180

1260

 16,3

   1,3

 

 1920

150

3780

200

180

4500

1350

 13,4

   1,0

 1474

200

4680

9. Побудувати графіки залежностей температури нагрівання, ККД печі і густини теплового потоку від часу нагрівання: t = f(τ), η = f(τ),

q = f(τ).

10  Зробити висновки по роботі.

                                               

Послідовність розрахунку

1. Визначити масу зразка: m = ρV, кг
де
V - об'єм зразка, м3;

   ρ  густина матеріалу зразка, кг/м3 (для сталі ρ = 7740…7800 кг/м3), тоді:

 

2. Визначити кількість теплоти, яку отримав зразок в кожному з інтервалів часу 20 100 ˚С, 100 200 ˚С, 200 300 ˚С за формулою

Qотр.і = m (hкi - hпі), кДж

де hкi, hпі  тепло наявність (тепловміст) зразка при кінцевій і початковій температурах, відповідно.

Таблиця 5.2.

Теплонаявність сталі

Температура зразка, ˚С

20

100

200

300

Теплонаявність сталі, кДж/кг

8,4

48,8

102

156,6


3. Визначити прихід тепла в піч для кожного інтервалу температур:

Qприх = Nτі, кДж

де N  потужність печі,

τі - час нагрівання зразка в кожному інтервалі температур, с .

  1.  Визначити загальну кількість корисно витраченого тепла:

QΣ отр.і = Qотр1 + Qотр2 + Qотр3 , кДж

5. Визначити термічний ККД печі для кожного інтервалу нагрівання:

ηі = (Qотр.і / Qприх.і)100, %

 

  1.  Визначити густину теплового потоку на поверхні зразка, що нагрівається для кожного з інтервалів часу:

Qi = Qотр.і / (Fτі), Дж/м2с

де F - площа поверхні зразка, м2

Висновок: на лабораторній роботі методом нагрівання метала в різних температурних діапазонах навчився експериментально визначати величини теплових потоків, також розраховувати ККД печі.

PAGE  5

EMBED Equation.3