85907

Электрические водонагреватели и котлы

Лабораторная работа

Энергетика

Цель работы: Исследовать методику экспериментального определения удельного сопротивления воды. Подвести итог и сделать выводы. Замерить удельное сопротивление воды с помощью экспериментальной установки. Рассчитать мощность установки для экспериментального замера удельного сопротивления воды.

Русский

2015-03-31

152 KB

7 чел.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И
ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО  «ПРУЖАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ       

АГРАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

 

Рассмотрено на заседании ЦМК

преподавателей спецдисциплин отделения

«Энергетическое обеспечение

сельскохозяйственного производства»

Протокол №  ____  от___________   200___ г.   

Председатель  __________________________

          

Дисциплина  «ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

АГРЕГАТОВ»

Лабораторная   работа  №13

Тема: Электрические водонагреватели и котлы.

Цель работы: Исследовать методику экспериментального определения удельного    сопротивления воды. Изучить устройство, электрооборудование, принцип действия и электрическую схему ЭПЗ - 100И2.

Время выполнения работы – 2 часа

Место выполнения работы – лаборатория «Электрооборудование сельскохозяйственного производства»

Дидактическое и методическое обеспечение: лабораторный стенд №5, инструкционно-технологическая карта; литература: Л. С. Герасимович Электрооборудование и автоматизация с/х агрегатов и установок. М.: Колос 1980 г.; Применение электрической энергии в с/х производстве. Справочник под реакцией академика П. Н. Листова. М. Колос. 1974 г.; А. М. Басов “Основы электропривода и автоматическое применение электроприводов в с/х” издательство М. Колос 1972 г.; В.С.Олейник Практикум по автоматизированному электроприводу.- М.: Колос, 1978 г.

Техника безопасности и пожарная безопасность на рабочем месте.

(Отдельная инструкция №91)

1. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1.1 Работа в лаборатории.

1.1 Пройти контроль (самоконтроль) или входное тестирование.

1.2 Подготовить рабочее место выполнению работы.

1.3 Выполнить операции согласно методических указаний к выполнению задания.

1.4 Подвести итог и сделать выводы.

1.5 Убрать рабочее место.

1.6 Оформить и защитить отчет.

2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

2.1. Изучить назначение, устройство, механические характеристики котлов ЭПЗ – 100, ЭПЗ – 100И2.

2.2 Замерить удельное сопротивление воды с помощью экспериментальной установки.

2.3 Рассчитать мощность установки для экспериментального замера удельного сопротивления воды.

2.4 Рассчитать как изменится мощность котла ЭПЗ – 100И2 работающим на воде с ρ20=20 Ом*м при работе на воде с удельным сопротивлением определяемым экспериментально. Использовать выражение мощности

3.ОБЩАЯ ЧАСТЬ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ

ВОДЫ СО СТАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Теоретические предпосылки.

   Необходимость в определении удельной проводимости воды возникает при проектировании электродных котлов и в процессе их эксплуатации. Заводами-изготовителями указывается удельное сопротивление воды, при котором данная установка имеет номинальную мощность, а также допустимые пределы его изменения. Если удельное сопротивление воды больше или меньше указанного в паспорте, мощность котла будет значительно отличаться от номинального. Использование воды с очень низким удельным сопротивлением (менее 8 Ом*м) в электродных котлах, предназначенных для работы на воде с высоким удельным сопротивлением (выше 30 Ом*м), ведет к увеличению плотности тока на электродах, образованию гремучего газа, пробою промежутка между электродами. Вода с удельным сопротивлением, большим верхнего предела, не позволяет получить мощность, указанную в паспорте. Поэтому перед вводом в эксплуатацию, а также с определенной периодичностью в процессе эксплуатации необходимо производить измерение удельной проводимости воды.

   Существует два способа определения удельного сопротивления воды: по данным химического анализа и измерением с помощью измерительных ячеек и приборов. В настоящей работе используется второй способ.

   Измерительная ячейка представляет собой сосуд из диэлектрического материала с размещенными в ней измерительными электродами. В ячейках, предназначенных для точных измерений, электроды выполняют из платины.

   Перед измерением определяется постоянная ячейки, представляющая собой отношение сопротивления воды (или иной проводящей жидкости, заключенной между электродами) к ее удельному сопротивлению. Постоянную ячейки определяют путем заполнения ее жидкостью, проводимость которой хорошо известна. В качестве фиксонала чаще всего используют 0,1 Н раствор КС. Сопротивление между электродами измеряется с помощью моста переменного тока. Измеренное в ячейке сопротивление можно представить как

Ом,

где К – постоянная ячейки,

следовательно,  См -1.

   Заполняя затем ячейку исследуемой жидкостью и измерив ее сопротивление R, удельное сопротивление определяют как  Ом*См.

   При измерениях удельного сопротивления в производственных условиях ячейки изготавливают с плоскими параллельными электродами из нержавеющей стали, а измерения производят методом амперметра и вольтметра (рис. 1).

   Измерив ток I и напряжение на электродах U, удельное сопротивление определяют по формуле  Ом*м.

где S – активная поверхность электрода, м2;

      l – расстояние между электродами, м.

   Техническая вода представляет собой слабый электролит. Основными факторами, определяющими ее электропроводность, являются химический состав и температура. Температурная зависимость удельной проводимости воды имеет вид  См*м -1

где γτ – удельная проводимость воды при температуре См*м -1;

     γ20 – то же при 20 0С, См*м -1;

     α – температурный коэффициент проводимости, 0С -1;

     Q = t – 200.

   Возрастание проводимости воды с температурой объясняется увеличением степени диссоциации молекул солей на ионы и повышением подвижности ионов.

   В практике чаще пользуются обратной величиной – удельным сопротивлением , которое для любой температуры определяют по приближенной формуле .

где α – 0,025 0С -1 и .

   Результаты экспериментальных исследований представляют практическую ценность только в том случае, если они надлежащим образом обработаны, проанализированы и оценены с точки зрения их достоверности и точности.

Рисунок 1. Я –измерительная ячейка, Тр – регулятор напряжения, М – мост переменного тока, В1 –автоматический выключатель, В2 переключатель двухполюсный, 0Т – термометр.

Рисунок 2. 1 – корпус измерительной ячейки; 2 – электроды из нержавеющей стали Ǿ=2 мм; 3 – выводы; 4 – съемная крышка; 5 – резиновая втулка; 6 – термометр.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДНОГО ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА.

   Электродные водогрейные котлы – электронагревательные установки для прямого нагрева воды переменным током. Они используются для отопления и горячего водоснабжения.

   Электродные котлы два конструктивных варианта исполнения электродной системы: с цилиндрическими электродами – для воды с удельным сопротивлением при 20 0С ниже 10 Ом*м и с пластинчатыми электродами, если удельное сопротивление воды выше 10 Ом*м.

   электродные котлы изготавливают низковольтными и высоковольтными для работы в системах нагрева воды в первичном контуре теплообменных аппаратов (с замкнутым контуром) типа КЭВЗ, ЭПЗ и с открытым водоразбором типа КЭВ.

   Работа электродных котлов в замкнутом контуре теплообменников обеспечивает циркуляцию через котел несменяемой воды, что значительно уменьшает отношение накипи на электродах. Открытый водоразбор из котлов возможен лишь при условиях, если предварительно умягчить воду или если при использовании ее температура не выше 60 0С.

   Номинальные значения температуры воды в современных котлах: на выходе 95 0С, на входе 70 0С, максимально допустимая температура на выходе 130 0С.

   Основные технические данные электродных водогрейных котлов приведены в таблице 1.

   По сравнению с элементными электроводонагревателями электродные котлы более просты по устройству и надежны в работе, имеют повышенный тепловой К.П.Д. К недостаткам их следует отнести: повышенную электроопасность, зависимость тока и мощности от температуры воды и ухудшение качества нагреваемой воды продуктами электрохимических реакций.

Основные правила безопасности и обслуживания.

   К обслуживанию электродных водогрейных котлов допускается персонал, прошедший инструктаж и обучение правилам техники безопасности и эксплуатации согласно “Правилам технической эксплуатации безопасности обслуживания электроустановок напряжением до 1000 В” и “Указаниям по электробезопасности устройства и эксплуатации электродных котлов”, а также “Временным правилам устройства и безопасной эксплуатации электродных котлов и электрокотельных (тепломеханическая часть)”.

   Корпус электродного водогрейного котла, предназначенный для нагрева воды во всех случаях, креме использования в животноводческих помещениях, должен быть заземлен и защищен трехфазным автоматом или другим устройством, действующим при перегрузках и коротких замыканиях в цепях котла.

   В животноводческих помещениях корпус котла помещают в изолированный заземленный кожух, а трубопроводы соединяют с котлом с помощью изоляционных вставок с сопротивлением воды во вставке не менее 200 Ом.

   Электродный котел, работающий в замкнутом контуре нагрева воды, должен быть снабжен запорным вентилем или задвижкой на подводящем трубопроводе и отводящем воду в общую магистраль горячей воды.

   Электродный котел оборудуется также защитным устройством для предохранения превышения давления в коле и термометрами на подводящем и отводящем трубопроводах.

Таблица №1. Основные технические данные электродных водогрейных котлов.

Тип котла

Номинальная мощность, кВт

Напряжение питания, В

Удельное электрическое сопротивление при 20 0С, Ом*м

Максимальное рабочее давление, х106 Па

Диапазон регулирования мощности, %

Теплопроизводительность, ГДж/ч

Масса, кг

1

2

3

4

5

6

7

8

КЭВ-40/0,4

40

380

1-7

6

100-25

0,14

75

КЭВ-63/0,4

63

380

1-7

6

100-25

0,21

80

КЭВ-100/0,4

100

380

1-7

6

100-25

0,36

125

КЭВ-160/0,4

160

380

1-7

6

100-25

0,57

200

КЭВ-250/0,4

250

380

1-7

6

100-25

0,90

240

КЭВ-400/0,4

400

380

3-7

6

100-25

1,44

450

КЭВ-1000/0,4

1000

380

3-7

10

100-25

3,6

600

КЭВ-2500/6

2500

6000

2-8

10

100-50

9,0

540

КЭВ-6000/6

6000

6000

2-7

10

100-50

21,6

790

КЭВ-10000/6

10000

6000

2-7

10

100-50

36,0

835

КЭВ-10000/10

10000

10000

13-17

16

100-50

36,0

1650

КЭВЗ-25/0,4

25

380

3

6

100-10

0,09

69

КЭВЗ-60/0,4

60

380

3

6

100-10

0,21

78

КЭВЗ-100/0,4

100

380

3

6

100-10

0,36

97

КЭВЗ-250/0,4

250

380

3

6

100-15

0,90

415

КЭВЗ-400/0,4

400

380

3

6

100-15

1,44

515

КЭВЗ-1000/0,4

1000

380

3

6

100-15

3,6

1326

ЭПЗ-25/0,4

25

380

3

6

100-10

0,09

-

ЭПЗ-60/0,4

60

380

3

6

100-10

0,21

-

ЭПЗ-100/0,4

100

380

3

6

100-10

0,36

108

4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА.

4.1 Цель и задачи.

4.2 Схема подключения установки для определения удельного сопротивления воды ρ20.

4.3 Расчет мощности котла и лабораторной установки.

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВЫПРОСЫ.

5.1 Как зависит удельное сопротивление воды от температуры? Написать количественные зависимости.

5.2 Причины изменения удельного сопротивления воды при нагреве.

5.3 Принцип работы электродного водогрейного котла и способ регулирования мощности.

5.4 Устройство электродного водогрейного котла.

5.5 Особенности работы котла с замкнутым контуром и открытым водоразбором.

5.6 Преимущества и недостатки электродных водогрейных котлов.

5.7 Особенности техники безопасности и обслуживания электродных котлов.

5.8 Как и почему изменяется ток и мощности электродного котла с температурой?

5.9 Объяснить электрическую схему управления электродным котлом.

Tp

N

A

Я

0 T

B2

B1

A

V

М


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

79427. Процессы проектирования. Проектирование программной архитектуры 48.05 KB
  Подход на основе шаблонов примеры шаблонов можно найти в вопросе 26 Стандартная структура подхода на основе шаблонов: Имя паттерна Задача паттерна Описание решения алгоритм без привязки к реализации Плюсы применения паттерна Минусы применения паттерна Иногда 4 и 5 пункт заменяют рекомендацией. Плюсы применения шаблонов проектирования: Инструмент для решения простых задач на любом языке разработчикам легче взаимодействовать увеличивается скорость программирования. Минусы применения шаблонов проектирования: Зацикливание разработчика...
79428. Процессы проектирования. Шаблоны программной архитектуры 112.61 KB
  Как применять политику ценообразования Вырабатывается стратегия приоритета скидок объект Продажа не должен обладать информацией о применяемых скидках но можно было бы применить стратегию расчета скидок. Имеются классы проектирования Продажа ТоварПродажа продажа отдельного вида товара в рамках продажи в целом ТоварСпецификация описание конкретного вида товара. Объект Продажа должен передать сообщение Рассчитать промежуточную сумму каждому экземпляру класса ТоварПродажа которые в свою очередь передают сообщения СообщитьЦену объектам...
79429. Процессы проектирования. Проектирование инфраструктуры 42.3 KB
  В последнее время чаще начинают использовать стороннюю инфраструктуру облачные сервисы etc. Это выгодно с точки зрения цены не покупаем оборудование а платим деньги только за аренду однако если вмешивается безопасность или очень критично производительность то приходится тратить деньги на свою инфраструктуру. Следует различать инфраструктуру ИС и инфраструктуру проекта по созданию ИС. в этом билете имеется в виду инфраструктура ИС про инфраструктуру проекта можно читать в билете 11.
79430. Процессы проектирования. Проектирование интерфейсов 46.72 KB
  Проектирование интерфейсов Интерфейс определяет совокупность средств и методов взаимодействия между элементами системы. С другой стороны набор правил или процедур для взаимодействия между компонентами программы между компонентами программы в целом а также между информационными системами и оборудованием программный интерфейс. Программный интерфейс формален полный и непротиворечивый формализован. Физическая реализация интерфейса USB COM port.
79431. Жизненный цикл информационной системы 46.7 KB
  Жизненный цикл информационной системы совокупность взаимосвязанных процессов создания и последующие состояния ИС от формирования исходных требований до утилизации. Процесс создания совокупность работ от формирования исходных требований до ввода в действие. Процесс создания состоит из: Анализ требований к ИС; Проектирование; Разработка; Тестирование; Другой способ деления стадий создания основан на последовательности операций операция по анализу входной информации об объекте проектирования; операция проектирования объектов данных на...
79432. Модели жизненного цикла информационной системы 46.2 KB
  ГОСТ 15 271 Каскадная модель Каскадная модель реализует принцип однократного выполнения каждого из вида деятельности определение требований проектирование разработка интеграция тестирование использование. ГОСТ 15 271 Информационная технология. Руководство по применению ГОСТ Р ИСО МЭК 12207 Процессы жизненного цикла программных средств. В стандарте основное внимание уделено особенностям подлежащим учету при прикладном применении ГОСТ Р ИСО МЭК 12207 в условиях реальных проектов создания программных средств.
79433. Методологии проектирования. Каноническое проектирование 41.03 KB
  Формирование требований к ИС формирование модели объекта автоматизации и формирование верхнеуровневых требований; Разработка концепта ИС детальное исследование бизнеспроекта выбор вариантов создания ИС формулирование требований заказчика; Создание Технического Задания оно же ТЗ описание функций связей etc.; Эскизный проект реализация проекта проработка на системном уровне концепции; Технический проект; стадия создания...
79434. Методологии проектирования. Типовое проектирование 37.76 KB
  Содержит следующие пункты: Формулирование требований к ИС осталось без изменений; Поиск платформы прототипа на чем будем реализовывать нужно постараться минимизировать изменения прототипа; Техническое задание описание ТЗ прототипа и наших изменений в нём или изменений в объекте автоматизации чаще и то и другое; Эскизный проект схлопывается с ТЗ ибо задается прототипом; Технический проект программируем наши изменения в прототипе; Рабочая документация упрощается ибо в прототипе есть своя документация фиксируем свои...
79435. Процессы жизненного цикла информационной системы 45.88 KB
  Процессы планирования; Процессы разработки; Интегральные процессы. Процессы планирования определяют и координируют действия процессов разработки и интегральных процессов. В ходе выполнения процессов разработки создаются программные средства для ИС. Виды процессов: Определений требований к ИС; Проектирование;...