Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников
Строительные работы в Севастополе
Опубликовано 13 Окт 2013Рубрика: Теплотехника | 61 комментарий Человечеству известно немного видов энергии – механическая энергия (кинетическая и потенциальная), внутренняя энергия (тепловая), энергия полей (гравитационная, электромагнитная и ядерная), химическая. Отдельно стоит выделить энергию взрыва,... ...энергию вакуума и еще существующую только в теории – темную энергию. В этой статье, первой в рубрике «Теплотехника», я попытаюсь на простом и доступном языке, используя практический пример, рассказать о важнейшем виде энергии в жизни людей — о тепловой энергии и о рождающей ее во времени тепловой мощности. Несколько слов для понимания места теплотехники, как раздела науки о получении, передаче и применении тепловой энергии. Современная теплотехника выделилась из общей термодинамики, которая в свою очередь является одним из разделов физики. Термодинамика – это дословно «теплый» плюс «силовой». Таким образом, термодинамика – это наука об «изменении температуры» системы. Воздействие на систему извне, при котором изменяется ее внутренняя энергия, может являться результатом теплообмена. Тепловая энергия, которая приобретается или теряется системой в результате такого взаимодействия с окружающей средой, называется количеством теплоты и измеряется в системе СИ в Джоулях. Если вы не инженер-теплотехник, и ежедневно не занимаетесь теплотехническими вопросами, то вам, столкнувшись с ними, иногда без опыта бывает очень трудно быстро в них разобраться. Трудно без наличия опыта представить даже размерность искомых значений количества теплоты и тепловой мощности. Сколько Джоулей энергии необходимо чтобы нагреть 1000 метров кубических воздуха от температуры -37˚С до +18˚С?.. Какая нужна мощность источника тепла, чтобы сделать это за 1 час?.. На эти не самые сложные вопросы способны сегодня ответить «сходу» далеко не все инженеры. Иногда специалисты даже помнят формулы, но применить их на практике могут лишь единицы! Прочитав до конца эту статью, вы сможете легко решать реальные производственные и бытовые задачи, связанные с нагревом и охлаждением различных материалов. Понимание физической сути процессов теплопередачи и знание простых основных формул – это главные блоки в фундаменте знаний по теплотехнике! Большинство известных веществ могут при разных температуре и давлении находиться в твердом, жидком, газообразном или плазменном состояниях. Переход из одного агрегатного состояния в другое происходит при постоянной температуре (при условии, что не меняются давление и другие параметры окружающей среды) и сопровождается поглощением или выделением тепловой энергии. Не смотря на то, что во Вселенной 99% вещества находится в состоянии плазмы, мы в этой статье не будем рассматривать это агрегатное состояние. Рассмотрим график, представленный на рисунке. На нем изображена зависимость температуры вещества Т от количества теплоты Q, подведенного к некой закрытой системе, содержащей определенную массу какого-то конкретного вещества. 1. Твердое тело, имеющее температуру T1, нагреваем до температуры Tпл, затрачивая на этот процесс количество теплоты равное Q1. 2. Далее начинается процесс плавления, который происходит при постоянной температуре Тпл (температуре плавления). Для расплавления всей массы твердого тела необходимо затратить тепловой энергии в количестве Q2— Q1. 3. Далее жидкость, получившаяся в результате плавления твердого тела, нагреваем до температуры кипения (газообразования) Ткп, затрачивая на это количество теплоты равное Q3-Q2. 4. Теперь при неизменной температуре кипения Ткп жидкость кипит и испаряется, превращаясь в газ. Для перехода всей массы жидкости в газ необходимо затратить тепловую энергию в количестве Q4-Q3. 5. На последнем этапе происходит нагрев газа от температуры Ткп до некоторой температуры Т2. При этом затраты количества теплоты составят Q5-Q4. (Если нагреем газ до температуры ионизации, то газ превратится в плазму.) Таким образом, нагревая исходное твердое тело от температуры Т1 до температуры Т2 мы затратили тепловую энергию в количестве Q5, переводя вещество через три агрегатных состояния. Двигаясь в обратном направлении, мы отведем от вещества то же количество тепла Q5, пройдя этапы конденсации, кристаллизации и остывания от температуры Т2 до температуры Т1. Разумеется, мы рассматриваем замкнутую систему без потерь энергии во внешнюю среду. Заметим, что возможен переход из твердого состояния в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Такой процесс именуется возгонкой, а обратный ему процесс – десублимацией. Итак, уяснили, что процессы переходов между агрегатными состояниями вещества характеризуются потреблением энергии при неизменной температуре. При нагреве вещества, находящегося в одном неизменном агрегатном состоянии, повышается температура и также расходуется тепловая энергия. Формулы очень просты. Количество теплоты Q в Дж рассчитывается по формулам: 1. Со стороны потребления тепла, то есть со стороны нагрузки: 1.1. При нагревании (охлаждении): Q=m*c*(Т2-Т1) Здесь и далее: m – масса вещества в кг с – удельная теплоемкость вещества в Дж/(кг*К) 1.2. При плавлении (замерзании): Q=m*λ λ – удельная теплота плавления и кристаллизации вещества в Дж/кг 1.3. При кипении, испарении (конденсации): Q=m*r r – удельная теплота газообразования и конденсации вещества в Дж/кг 2. Со стороны производства тепла, то есть со стороны источника: 2.1. При сгорании топлива: Q=m*q q – удельная теплота сгорания топлива в Дж/кг 2.2. При превращении электроэнергии в тепловую энергию (закон Джоуля — Ленца): Q=t*I*U=t*R*I^2=(t/R)*U^2 t – время в с I – действующее значение тока в А U – действующее значение напряжения в В R – сопротивление нагрузки в Ом Делаем вывод – количество теплоты прямо пропорционально массе вещества при всех фазовых превращениях и при нагреве дополнительно прямо пропорционально разности температур. Коэффициенты пропорциональности (c, λ, r, q) для каждого вещества имеют свои значения и определены опытным путем (берутся из справочников). Тепловая мощность N в Вт – это количество теплоты переданное системе за определенное время: N=Q/t Чем быстрее мы хотим нагреть тело до определенной температуры, тем большей мощности должен быть источник тепловой энергии – все логично. В жизни бывает часто необходимо сделать быстрый оценочный расчет, чтобы понять – имеет ли смысл продолжать изучение темы, делая проект и развернутые точные трудоемкие расчеты. Сделав за несколько минут расчет даже с точностью ±30%, можно принять важное управленческое решение, которое будет в 100 раз более дешевым и в 1000 раз более оперативным и в итоге в 100000 раз более эффективным, чем выполнение точного расчета в течение недели, а то и месяца, группой дорогостоящих специалистов… В помещение цеха подготовки металлопроката размерами 24м х 15м х 7м завозим со склада на улице металлопрокат в количестве 3т. На металлопрокате есть лед общей массой 20кг. На улице -37˚С. Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть металл до +18˚С; нагреть лед, растопить его и нагреть воду до +18˚С; нагреть весь объем воздуха в помещении, если предположить, что до этого отопление было полностью отключено? Какую мощность должна иметь система отопления, если все вышесказанное необходимо выполнить за 1час? (Очень жесткие и почти не реальные условия – особенно касающиеся воздуха!) Расчет выполним в программе MS Excel или в программе OOo Calc. С цветовым форматированием ячеек и шрифтов ознакомьтесь на странице «О блоге». 1. Названия веществ пишем: в ячейку D3: Сталь в ячейку E3: Лед в ячейку F3: Лед/вода в ячейку G3: Вода в ячейку G3: Воздух 2. Названия процессов заносим: в ячейки D4, E4, G4, G4: нагрев в ячейку F4: таяние 3. Удельную теплоемкость веществ c в Дж/(кг*К) пишем для стали, льда, воды и воздуха соответственно в ячейку D5: 460 в ячейку E5: 2110 в ячейку G5: 4190 в ячейку H5: 1005 4. Удельную теплоту плавления льда λ в Дж/кг вписываем в ячейку F6: 330000 5. Массу веществ m в кг вписываем соответственно для стали и льда в ячейку D7: 3000 в ячейку E7: 20 Так как при превращении льда в воду масса не изменяется, то в ячейках F7 и G7: =E7=20 Массу воздуха находим произведением объема помещения на удельный вес в ячейке H7: =24*15*7*1,23=3100 6. Время процессов t в мин пишем только один раз для стали в ячейку D8: 60 Значения времени для нагрева льда, его плавления и нагрева получившейся воды рассчитываются из условия, что все эти три процесса должны уложиться в сумме за такое же время, какое отведено на нагрев металла. Считываем соответственно в ячейке E8: =E12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=9,7 в ячейке F8: =F12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=41,0 в ячейке G8: =G12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=9,4 Воздух также должен прогреться за это же самое отведенное время, читаем в ячейке H8: =D8=60,0 7. Начальную температуру всех веществ T1 в ˚C заносим в ячейку D9: -37 в ячейку E9: -37 в ячейку F9: 0 в ячейку G9: 0 в ячейку H9: -37 8. Конечную температуру всех веществ T2 в ˚C заносим в ячейку D10: 18 в ячейку E10: 0 в ячейку F10: 0 в ячейку G10: 18 в ячейку h20: 18 Думаю, вопросов по п.7 и п.8 быть недолжно. 9. Количество теплоты Q в КДж, необходимое для каждого из процессов рассчитываем для нагрева стали в ячейке D12: =D7*D5*(D10-D9)/1000=75900 для нагрева льда в ячейке E12: =E7*E5*(E10-E9)/1000= 1561 для плавления льда в ячейке F12: =F7*F6/1000= 6600 для нагрева воды в ячейке G12: =G7*G5*(G10-G9)/1000= 1508 для нагрева воздуха в ячейке h22: =H7*H5*(h20-H9)/1000= 171330 Общее количество необходимой для всех процессов тепловой энергии считываем в объединенной ячейке D13E13F13G13h23: =СУММ(D12:h22) = 256900 В ячейках D14, E14, F14, G14, h24, и объединенной ячейке D15E15F15G15h25 количество теплоты приведено в дугой единице измерения – в ГКал (в гигакалориях). 10. Тепловая мощность N в КВт, необходимая для каждого из процессов рассчитывается для нагрева стали в ячейке D16: =D12/(D8*60)=21,083 для нагрева льда в ячейке E16: =E12/(E8*60)= 2,686 для плавления льда в ячейке F16: =F12/(F8*60)= 2,686 для нагрева воды в ячейке G16: =G12/(G8*60)= 2,686 для нагрева воздуха в ячейке h26: =h22/(H8*60)= 47,592 Суммарная тепловая мощность необходимая для выполнения всех процессов за время t рассчитывается в объединенной ячейке D17E17F17G17h27: =D13/(D8*60) = 71,361 В ячейках D18, E18, F18, G18, h28, и объединенной ячейке D19E19F19G19h29 тепловая мощность приведена в дугой единице измерения – в Гкал/час. На этом расчет в Excel завершен. Обратите внимание, что для нагрева воздуха необходимо более чем в два раза больше затратить энергии, чем для нагрева такой же массы стали. При нагреве воды затраты энергии в два раза больше, чем при нагреве льда. Процесс плавления многократно больше потребляет энергии, чем процесс нагрева (при небольшой разности температур). Нагрев воды в десять раз затрачивает больше тепловой энергии, чем нагрев стали и в четыре раза больше, чем нагрев воздуха. Для получения информации о выходе новых статей и для скачивания рабочих файлов программ прошу вас подписаться на анонсы в окне, расположенном в конце статьи или в окне вверху страницы. После ввода адреса своей электронной почты и нажатия на кнопку «Получать анонсы статей» НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОДТВЕРДИТЬ ПОДПИСКУ кликом по ссылке в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту (иногда — в папку «Спам»)! Мы вспомнили понятия «количество теплоты» и «тепловая мощность», рассмотрели фундаментальные формулы теплопередачи, разобрали практический пример. Надеюсь, что мой язык был прост, понятен и интересен. Жду вопросы и комментарии на статью! Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора скачать файл ПОСЛЕ ПОДПИСКИ на анонсы статей. Ссылка на скачивание файла: raschet-teplovoy-moshchnosti (xls 19,5KB). Другие статьи автора блога На главную al-vo.ru С теплотехническими расчётами приходится сталкиваться владельцам частных домов, квартир или любых других объектов. Это основа основ проектирования зданий. Понять суть этих расчётов в официальных бумагах, не так сложно, как кажется. Для себя также можно научиться выполнять вычисления, чтобы решить, какой утеплитель применять, какой толщины он должен быть, какой мощности приобретать котёл и достаточно ли имеющихся радиаторов на данную площадь. Ответы на эти и многие другие вопросы можно найти, если понять, что такое тепловая мощность. Формула, определение и сферы применения – читайте в статье. Если говорить просто, тепловой расчёт помогает точно узнать, сколько тепла хранит и теряет здание, и сколько энергии должно вырабатывать отопление, чтобы поддерживать в жилье комфортные условия. Оценивая теплопотери и степень теплоснабжения, учитываются следующие факторы: Могут учитываться и другие условия и особенности, например, для производственных объектов считаются рабочие и выходные дни, мощность и тип вентиляции, ориентация жилья по сторонам света и др. Сохранившиеся купеческие дома показывают, что всё делалось просто с запасом: окна поменьше, стены — потолще. Получалось тепло, но экономически не выгодно. Теплотехнический расчёт позволяет строить наиболее оптимально. Материалов берётся ни больше — ни меньше, а ровно столько, сколько нужно. Сокращаются габариты строения и расходы на его возведение. Вычисление точки росы позволяет строить так, чтобы материалы не портились как можно дольше. Для определения необходимой мощности котла также не обойтись без расчётов. Суммарная мощность его складывается из затрат энергии на обогрев комнат, нагрев горячей воды для хозяйственных нужд, и способности перекрывать теплопотери от вентиляции и кондиционирования. Прибавляется запас мощности, на время пиковых холодов. При газификации объекта требуется согласование со службами. Рассчитывается годовой расход газа на отопление и общая мощность тепловых источников в гигакалориях. Нужны расчёты при подборе элементов отопительной системы. Обсчитывается система труб и радиаторов – можно узнать, какова должна быть их протяжённость, площадь поверхности. Учитывается потеря мощности при поворотах трубопровода, на стыках и прохождении арматуры. При расчетах затрат тепловой энергии могут пригодиться знания, как перевести Гкал в Квт и обратно. В следующей статье подробно рассмотрена эта тема с примерами расчета. Полный расчет теплого водяного пола приведен в этом примере. Знаете ли вы, что количество секций радиаторов отопления не берется «с потолка»? Слишком малое их количество приведет к тому, что в доме будет холодно, а чрезмерно больше создаст жару и приведет к чрезмерной сухости воздуха. По ссылке http://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/raschet-sistem-otopleniya/kolichestva-sekcij-radiatorov.html приведены примеры правильного расчета радиаторов. Рассмотрим формулу и приведем примеры, как произвести расчет для зданий с разным коэффициентом рассеивания. Vx(дельта)TxK= ккал/ч (тепловая мощность), где: Более точный расчет можно произвести, высчитывая точные размеры отличающихся по свойствам поверхностей дома в м2 (окна, двери и т. д.), производя расчёт для них отдельно и складывая получившиеся показатели. Вначале высчитываем кубатуру: 80 х 2,5 = 200 м3. Дом у нас утеплен, но недостаточно – коэффициент рассеивания 1,2. Морозы бывают до -40 °C, а в помещении хочется иметь комфортные +22 градуса, разница температур (дельта «Т») получается 62 °C. Подставляем в формулу мощности тепловых потерь цифры и перемножаем: 200 х 62 х 1,2 = 14880 ккал/ч. Полученные килокалории переводим в киловатты, пользуясь конвертером: Округляем в большую сторону с запасом, и понимаем, что в самый сильный мороз -40 градусов нам потребуется 18 кВт энергии в час. Можем посчитать теплопотери в Вт на каждый м2 стен и потолка. Высота потолков известна 2,5 м. Дом 80 м2 – это может быть 8 х 10 м. Умножаем периметр дома на высоту стен: (8 + 10) х 2 х 2,5 = 90 м2 поверхности стены + 80 м2 потолок = 170 м2 поверхности, контактирующей с холодом. Теплопотери, высчитанные нами выше, составили 18 кВт/ч, делим поверхность дома на расчетную израсходованную энергию получаем, что 1 м2 теряет примерно 0,1 кВт или 100 Вт ежечасно при температуре на улице -40 °C, а в помещении +22 °С. Эти данные могут стать основой для расчёта требуемой толщины утеплителя на стены. Приведем другой пример расчета, он в некоторых моментах сложнее, но более точный. Q = S x (дельта)T / R: Итак, чтобы найти «Q» того же дома, что и в примере выше, подсчитаем площадь его поверхностей «S» (пол и окна считать не будем). Ищем «R» по таблице тепловых сопротивлений или по формуле. Формула для расчета по коэффициенту теплопроводности такая: R= H/ К.Т. (Н – толщина материала в метрах, К.Т. – коэффициент теплопроводности). В этом случае, дом у нас имеет стены в два кирпича обшитые пенопластом толщиной 10 см. Потолок засыпан опилками толщиной 30 см. Отопительную систему частного дома нужно устраивать с учетом экономии средств на энергоносители. Расчет системы отопления частного дома, а также рекомендации по выбору котлов и радиаторов — читайте внимательно. Чем и как утеплить деревянный дом изнутри, вы узнаете, прочитав эту информацию. Выбор утеплителя и технология утепления. Из таблицы коэффициентов теплопроводности (измеряется Вт / (м2 х К) Ватт делёный на произведение метра квадратного на Кельвин). Находим значения для каждого материала, они будут: Теперь можем приступить к расчету теплопотерь «Q»: Всё дело в степени утомлённости домов (хотя, конечно, данные могли быть и иными, если бы мы рассчитывали пол и окна). Приведённые формулы и примеры показываю, что при теплотехнических расчётах очень важно учитывать как можно больше факторов, влияющих на теплопотери. Сюда входит и вентиляция, и площадь окон, степень их утомлённости и т. д. А подход, когда на 10 м2 дома берётся 1 кВт мощности котла – слишком приблизительный, чтобы всерьёз опираться на него. microklimat.pro 3.31 тепловая мощность N:Количество тепла, образующееся в результате сжигания газа, подводимого к горелке в единицу времени. 3.3.3 тепловая мощность (heat input) Q, кВт: Величина, представляющая собой произведение, полученное в результате умножения объемного или массового расхода газа на его теплоту сгорания, приведенное к стандартным условиям. тепловая мощность - количество теплоты, образующееся в результате сжигания газа, подводимого к горелке в единицу времени; 3.3.1 тепловая мощность: Количество тепла, потребляемое прибором в единицу времени, соответственно объемному и массовому потоку. Символ: Q. Единица измерения: киловатт (кВт). 3.2 тепловая мощность Q, кВт: Произведение объемного или массового расхода газа на величину низшей теплотворной способности газа, приведенное к стандартным условиям. 3.3.1.1 тепловая мощность Q, кВт: Произведение объемного или массового расхода и низшей теплоты сгорания газа, приведенного к стандартным условиям. 3.14 тепловая мощность аппарата (горелки) : количество тепла, образующегося в результате сжигания топлива в единицу времени. 3.4 тепловая мощность воздухонагревателя : Количество теплоты, образующееся при сжигании газа в газовой горелке воздухонагревателя в единицу времени. Тепловая мощность воздухонагревателя - количество теплоты, образующееся при сжигании газового топлива, подводимого к газовой горелке воздухонагревателя в единицу времени. 51. Тепловая мощность горелки Количество теплоты, образующееся в результате сжигания топлива, подводимого к горелке в единицу времени Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015. тепловая мощность — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN heat ratecalorific powercp … Справочник технического переводчика Тепловая мощность — 6) тепловая мощность (далее мощность) количество тепловой энергии, которое может быть произведено и (или) передано по тепловым сетям за единицу времени;... Источник: Федеральный закон от 27.07.2010 N 190 ФЗ (ред. от 25.06.2012) О теплоснабжении … Официальная терминология тепловая мощность — šiluminė galia statusas T sritis Energetika apibrėžtis Per laiko vienetą pagamintas ar pateiktas šilumos kiekis. atitikmenys: angl. heat power vok. Wärmeleistung, f rus. тепловая мощность, f pranc. puissance calorifique, f; puissance thermique, f … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas Тепловая мощность теплогенератора — Количество теплоты, образующееся в результате сжигания топлива, подводимого к горелке (топке) в единицу времени. Источник: СНиП 41 01 2003 EdwART. Словарь терминов и определений по средствам охранной и пожарной защиты, 2010 … Словарь черезвычайных ситуаций Тепловая мощность воздухонагревателя — количество теплоты, образующееся при сжигании газового топлива, подводимого к газовой горелке воздухонагревателя в единицу времени... Источник: РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ. ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛИ ГАЗОВЫЕ. НОРМАТИВЫ РАСХОДА… … Официальная терминология тепловая мощность активной зоны ядерного реактора — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN core thermal powerCTP … Справочник технического переводчика тепловая мощность горелки — Количество теплоты, образующееся в результате сжигания топлива, подводимого к горелке в единицу времени. [ГОСТ 17356 89] Тематики горелки … Справочник технического переводчика тепловая мощность котла — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN boiler thermal ratingBTR … Справочник технического переводчика тепловая мощность теплогенератора — Количество теплоты, образующееся в результате сжигания топлива, подводимого к горелке (топке) в единицу времени. [СНиП 41 01 2003] Тематики отопление, горяч. водоснабж. в целом … Справочник технического переводчика тепловая мощность ядерного реактора — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN reactor thermal outputRTO … Справочник технического переводчика normative_reference_dictionary.academic.ru "...6) тепловая мощность (далее - мощность) - количество тепловой энергии, которое может быть произведено и (или) передано по тепловым сетям за единицу времени;..." Источник: Федеральный закон от 27.07.2010 N 190-ФЗ (ред. от 25.06.2012) "О теплоснабжении" Официальная терминология. Академик.ру. 2012. тепловая мощность — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN heat ratecalorific powercp … Справочник технического переводчика тепловая мощность — 3.31 тепловая мощность N:Количество тепла, образующееся в результате сжигания газа, подводимого к горелке в единицу времени. Источник: ГОСТ Р 51847 2001: Аппараты водонагревательные проточные газовые бытовые типа А и С. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации тепловая мощность — šiluminė galia statusas T sritis Energetika apibrėžtis Per laiko vienetą pagamintas ar pateiktas šilumos kiekis. atitikmenys: angl. heat power vok. Wärmeleistung, f rus. тепловая мощность, f pranc. puissance calorifique, f; puissance thermique, f … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas Тепловая мощность теплогенератора — Количество теплоты, образующееся в результате сжигания топлива, подводимого к горелке (топке) в единицу времени. Источник: СНиП 41 01 2003 EdwART. Словарь терминов и определений по средствам охранной и пожарной защиты, 2010 … Словарь черезвычайных ситуаций Тепловая мощность воздухонагревателя — количество теплоты, образующееся при сжигании газового топлива, подводимого к газовой горелке воздухонагревателя в единицу времени... Источник: РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ. ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛИ ГАЗОВЫЕ. НОРМАТИВЫ РАСХОДА… … Официальная терминология тепловая мощность активной зоны ядерного реактора — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN core thermal powerCTP … Справочник технического переводчика тепловая мощность горелки — Количество теплоты, образующееся в результате сжигания топлива, подводимого к горелке в единицу времени. [ГОСТ 17356 89] Тематики горелки … Справочник технического переводчика тепловая мощность котла — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN boiler thermal ratingBTR … Справочник технического переводчика тепловая мощность теплогенератора — Количество теплоты, образующееся в результате сжигания топлива, подводимого к горелке (топке) в единицу времени. [СНиП 41 01 2003] Тематики отопление, горяч. водоснабж. в целом … Справочник технического переводчика тепловая мощность ядерного реактора — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN reactor thermal outputRTO … Справочник технического переводчика official.academic.ru Причина нагревания проводника кроется в том, что энергия движущихся в нем электронов (иными словами, энергия тока) при последовательном столкновении частиц с ионами молекулярной решётки металлического элемента преобразуется в тёплый тип энергии, или Q, так образуется понятие «тепловая мощность». Работу тока измеряют с помощью международной системы единиц СИ, применяя к ней джоули (Дж), мощность тока определяют как «ватт» (Вт). Отступая от системы на практике, могут применять в том числе и внесистемные единицы, измеряющие работу тока. Среди них ватт-час (Вт × ч), киловатт-час (сокращённо кВт × ч). Например, 1 Вт × ч обозначает работу тока с удельной мощностью 1 ватт и длительностью времени на один час. Если электроны движутся по неподвижному проводнику из металла, в этом случае вся полезная работа вырабатываемого тока распределяется на нагревание металлической конструкции, и, исходя из положений закона сохранения энергии, это можно описать формулой Q=A=IUt=I2Rt=(U2/R)*t. Такие соотношения с точностью выражают известный закон Джоуля-Ленца. Исторически он впервые был определён опытным путём учёным Д. Джоулем в середине 19-го века, и в то же время независимо от него ещё одним учёным - Э.Ленцем. Практическое применение тепловая мощность нашла в техническом исполнении с изобретения в 1873 году русским инженером А. Ладыгиным обыкновенной лампы накаливании. Тепловая мощность тока задействуется в целом ряде электрических приборов и промышленных установок, а именно, в тепловых измерительных приборах, нагревательного типа электрических печках, электросварочной и инвенторной аппаратуре, очень распространены бытовые приборы на электрическом нагревательном эффекте – кипятильники, паяльники, чайники, утюги. Находит себя тепловой эффект и в пищевой промышленности. С высокой долей использования применяется возможность электроконтактного нагрева, что гарантирует тепловая мощность. Он обуславливается тем, что ток и его тепловая мощность, оказывая влияние на пищевой продукт, который обладает определённой степенью сопротивления, вызывает в нем равномерное разогревание. Можно привести в пример то, как производятся колбасные изделия: через специальный дозатор мясной фарш поступает в металлические формы, стенки которых одновременно служат электродами. Здесь обеспечивается постоянная равномерность нагрева по всей площади и объёму продукта, поддерживается заданная температура, сохраняется оптимальная биологическая ценность пищевого продукта, вместе с этими факторами длительность технологических работ и расход энергии остаются наименьшими. Удельная тепловая мощность электрического тока (ω), иными словами - количество теплоты, что выделяется в единице объёма за определённую единицу времени, рассчитывается следующим образом. Элементарный цилиндрический объём проводника (dV), с поперечным проводниковым сечением dS, длиной dl, параллельной направлению тока, и сопротивлением составляют уравнения R=p(dl/dS), dV=dSdl. Согласно определениям закона Джоуля-Ленца, за отведённое время (dt) во взятом нами объёме выделится уровень теплоты, равный dQ=I2Rdt=p(dl/dS)(jdS)2dt=pj2dVdt. В таком случае ω=(dQ)/(dVdt)=pj2 и, применяя здесь закон Ома для установления плотности тока j=γE и соотношение p=1/γ, мы сразу получаем выражение ω=jE= γE2. Оно в дифференциальной форме даёт понятие о законе Джоуля-Ленца. fb.ru Тепловая мощность водогрейного котла, это количество теплоты которое передаётся теплоносителю (воде) в процессе сгорания топлива в котле. Тепловая мощность измеряется в гигакаллориях(ГКал/час) или мегаваттах (МВт/час). 1 ГКал/час — это 40 кубометров воды (40 м3/час), нагретые на 25 градусов Цельсия(25С) за один час. 1 ГКал = 1.16 МВт. Коэффициент полезного действия водогрейного котла(КПД), это разность между количеством теплоты которое содержится в топливе и количеством теплоты, которое передано теплоносителю(воде) Как посчитать тепловую мощность.Формулу для расчёта тепловой мощности в гКал/час можно представить в виде:Q = (T1 — T2) * 40(м3/час) / 1000, где T1 – Т2 – разность температур в градусах Цельсия. Таким образом, для того чтобы посчитать мощность, которую выдаёт котельная, необходимо расход воды умножить на разность температур (перепад между «подачей» и «обраткой» ) и разделить на 1000. У Вас получится мощность в гигакаллориях (ГКал). Пример 1: Температура воды на «подаче» (из котельной в тепловую сеть) – 55С Температура воды на «обратке» (из тепловой сети в котельную) – 43С Расход сетевой воды – 120 м3/час (по насосам) (55 — 43) * 120 / 1000 = 1.44 ГКал. * 1.16 = 1.67 МВт Пример 2: Температура воды на входе в котёл – 43С Температура на выходе из котла – 51С Расход воды в котле – 40 м3/час (51 — 43) * 40 / 1000 = 0.32 ГКал * 1.16 = 0.37 МВт Формулу для расчёта КПД котла можно представить в виде: КПД = 100 – q2-q3-q4-q5-q6, где q2…q6 – тепловые потери котла.Для того чтобы посчитать КПД – котла необходимо температуру уходящих газов котла (измеряется термометром на газоходе котла) разделить на 15 ( с понижением температуры уходящих газов на 12-15С, потери теплоты уменьшаются на 1%), прибавить 2 (потери с химическим недожогом в слоевой топке 0,5-3%), прибавить 3 (потери с механическим недожогом в слоевой топке 1-5%), прибавить 2 (сумма остальных потерь). Полученное значение — ориентировочная величина потерь КПД в процентах, вне зависимости от вида топлива и мощности котла. Пример 3: Температура уходящих газов котла – 320С 320 / 15 + 2 + 3 + 2 = 29,3% — суммарные потери КПД (q2…q6) 100 – 29,3 = 70,1% — КПД котла Из чего складываются потери КПД котла. Потери тепла с уходящими газами – q2 – составляют самую большую величину тепловых потерь котла. В современном котле величина потерь – q2 – находится в пределах 10 – 12%, при работе котла на номинальной нагрузке. Потери тепла с химическим недожогом – q3 – возникает из-за неполного сгорания летучих компонентов топлива в топке котла. Причинами появления химического недожога могут быть: плохое смесеобразование, общий недостаток воздуха, низкая температура в топочном объёме котла, особенно в зоне догорания(верхняя часть топочного объёма). При достаточном коэффициенте избытка воздуха и хорошем смесеобразовании, химический недожог – зависит от теплонапряжения в топочном объёме (объём топки / мощность котла). В современном котле со слоевой топкой, при значениях теплонапряжения – qv = 0.23 — 0.45 МВт/м3, химический недожог составляет 0.5 – 2%, при увеличении qv (с 0.45 до 0.7), химический недожог резко возрастает и достигает 5%. Потери тепла с механическим недожогом – q4 – сумма потерь теплоты с уносом, шлаком и провалом. Для слоевых топок величина потерь с уносом зависит от теплонапряжения(читай выдаваемая мощность) в топочном объёме (МВт) отнесённого к площади зеркала горения (qv / площадь решётки = qr ). С увеличением qr (т.е. с форсировкой котла), резко увеличивается доля несгоревшего топлива уносимого с продуктами сгорания (потери с уносом). Так, с увеличением qr с 0.93 до 1.63 (в 1.7 раза) величина потерь с уносом возрастает с 3 до 21% (в 7 раз). Потери теплоты со шлаком, возрастают, с увеличением зольности топлива и ростом теплонапряжения. Потери теплоты с провалом зависят от спекаемости топлива, содержания в топлива мелочи и от конструкции колосниковой решётки. При использовании охлаждаемой уголковой решётки потери теплоты с провалом не превышают 0.5%. В современном котле со слоевой топкой потери тепла с механическим недожогом – q4 — составляют 1-5%. Потери тепла от наружного охлаждения – q5 – наблюдаются в связи с тем, что температура наружной поверхности котла всегда выше температуры окружающей среды. Котёл в лёгкой обмуровке имеет величину потерь – q5 – в пределах 0.5% Прочие потери тепла – q6 – сумма потерь с физической теплотой шлака, на охлаждение панелей и балок, не включённых в циркуляционную систему котла – как правило, не превышают 0.5-2% teplavdome.net Содержание статьи: Мы строим или реконструируем частный дом, ввязались в капремонт квартиры. Оборудуем офис, теплый гараж, отапливаемое помещение иного назначения. Продумали систему отопления, подобрали основное оборудование: котел и его обвязку, бойлер, системы теплого пола. Либо, если это квартира, решили заменить существующий отопительный прибор более эстетичным и эффективным, может быть, добавить несколько дополнительных секций старой батарее. Будем считать, что мы уже сделали выбор типа греющих приборов: наборные секционные чугунные, алюминиевые батареи, биметаллические приборы либо готовые панельные стальные радиаторы. Не забудем о том, что батареи должны выдерживать давление теплоносителя в системе, которое в многоэтажном здании на порядок выше, чем в коттедже. Для достижения теплового комфорта нам важно корректно выполнить расчет радиаторов отопления. Чтобы обеспечить необходимую температуру в помещении, расчет мощности радиаторов отопления и всей системы целиком должен учитывать теплопотери из каждого помещения и климатические условия региона. Теплотехники при изготовлении проекта определяют тепловой баланс наружных стен, крыши, цокольной части здания, оконных и дверных конструкций. Также учитывается воздухообмен в системе вентиляции, высота помещений, движение воздушных потоков и множество иных факторов. Основополагающий документ, предписывающий принципы проектирования системы отопления — СНиП 2.04.05-91. Проектировщики пользуются еще рядом нормативных актов (общим числом до двух десятков), регламентирующих устройство отопления для зданий и помещений различного назначения. Точный расчет секций радиаторов отопления по всем правилам довольно сложен, и сделать его самостоятельно, не обладая специальными знаниями, непросто. При строительстве серьезного загородного дома имеет смысл обратиться к специалистам и заказать полный проект отопления: заложенные в него рациональные решения, тепловой комфорт и оптимальный расход топлива оправдают затраты. Если такой возможности нет, можно сделать ориентировочный расчет батарей отопления самостоятельно. Тепловая мощность, теплоотдача или тепловой поток отопительного прибора указывает на количество тепловой энергии (в киловаттах или ваттах), которое радиатор или один модульный элемент (секция) способен передать в помещение за единицу времени (час). Реже встречается обозначение в калориях/час. Один ватт равен 0,86 калорий. Величина теплоотдачи зависит не только от конструкции радиатора, его размеров, материала, из которого он изготовлен. Не меньшее значение имеют параметры теплоносителя: его температура и скорость, с которой жидкость протекает через батареи. Для большинства отопительных приборов указывается тепловая мощность при стандартных значениях температуры теплоносителя в 60/80 °C. Соответственно, когда эксплуатационные службы от щедрот бюджетных поддадут жару и запустят в систему кипяток (редко, но бывает), теплоотдача повысится. Пойдет чуть теплая водичка с малой скоростью (это бывает гораздо чаще) — понизится. Существенно влияет на величину теплового потока и способ подсоединения прибора. Следует обратить внимание, что не все схемы подключения обеспечивают полную теплоотдачу отопительного прибора. Наиболее распространена стандартная боковая (1), для иных случаев (3, 4) при расчете вводят понижающий коэффициент. Теплоотдача одной секции в традиционном чугунном радиаторе советского образца — 160 Вт. Чтобы определить общую мощность батареи, умножаем эту цифру на количество секций. Алюминиевые радиаторы также являются секционными. Тепловой поток зависит от модели, но при стандартной межосевой высоте в 500 мм составляет в среднем 200 Вт для одной секции. То есть таких алюминиевых секций потребуется примерно на 20% меньше, чем чугунных. Конструкция алюминиевого радиатора. В стандартном варианте величина А составляет 500 мм. Следует обратить внимание на расстояния от внешних граней прибора до пола и подоконника. Если они будут меньше указанных, теплоотдача несколько понизится Панельные стальные радиаторы неразборны и имеют фиксированную величину теплоотдачи. В качестве примера: в зависимости от конструкции панель стандартной высоты и длины в 800 мм может давать тепловой поток от 700 до 1500 Вт. В центральных регионах России для отопления жилой комнаты с одной наружной стеной в типовом панельном доме понадобится примерно 100 Вт тепловой энергии на один квадратный метр площади. Это очень ориентировочная цифра. Если квартира расположена на первом или последнем этаже, стоит добавить примерно 20%. Для угловой комнаты увеличить цифру в полтора раза. Не забудем, что имеется зависимость от схемы подключения, при необходимости учтем поправочный коэффициент. Это батарея из десяти чугунных секций. Естественно, для Якутии и Краснодарского значение теплоотдачи на единицу площади будет существенно отличаться. Таким образом, для московской области на комнату площадью 16 м2 в стандартной «панельке» потребуется 1600 Вт. Современный дом со стенами из «теплых» ячеистых блоков, да еще и с «термошубой», энергоэффективным остеклением будет иметь гораздо меньшие теплопотери и необходимая мощность радиатора также должна быть ниже. Некоторые продавцы отопительного оборудования облегчают потенциальным покупателям выбор, размещая на своем сайте калькулятор для расчета количества секций радиаторов отопления. С помощью подобного онлайн-сервиса реально сделать более-менее точный расчет радиатора отопления на комнату. План расположения радиаторов, одна из множества страничек «правильного» проекта системы отопления. Для каждого помещения указана расчетная величина теплопотерь (цифры в прямоугольнике). При строительстве дорогих апартаментов экономить на проектных работах не стоит Желательно. Не всегда вы получите от ЖЭС теплоноситель нужной температуры, поэтому стоит увеличить мощность батареи на 20-25%. На входе желательно поставить теплорегулятор: термостат или обычный шаровый кран. «Правильный» монтаж радиатора (5). Термостатический клапан (4) обеспечит постоянное поддержание заданной температуры в комнате, соединительные детали (1-3) помогут быстро снять и установить обратно батарею. Байпас (перемычка между подводящей и отводящей трубой) даст возможность теплоносителю циркулировать по стояку и при снятом приборе, чтобы не ущемить интересы соседей по дому В Европе превалируют, а в России все чаще применяются современные низкотемпературные системы отопления. Они строятся на основе энергоэффективных конденсационных отопительных котлов, тепловых насосов. Чтобы получить максимальный экономический эффект, для радиаторного отопления, как и для теплых полов, используют теплоноситель с низкой температурой — 40-55 °C. Теплоотдача радиаторов снижается примерно в 1,8 раза. Соответственно, они должны иметь большую мощность и габариты. Несмотря на удорожание системы, такой подход обоснован: рационально спроектированная, правильно смонтированная и грамотно настроенная низкотемпературная система позволяет достигать существенной экономии газа. А тепловые насосы вовсе не нуждаются в топливе. Для расчета таких систем все известные производители указывают теплоотдачу приборов для различных параметров теплоносителя. Расчет количества радиаторов отопления также должен учитывать влияние теплых полов. Соотношение КПД традиционных и современных конденсационных газовых котлов. Чтобы достичь указанной экономии, в радиаторах также должен циркулировать теплоноситель с невысокой температурой. Соответственно, теплоотдача приборов должна приниматься исходя из показателей в 40-55°C В заключение скажем, что отопительный прибор не должен быть чем-либо закрыт: плотные шторы, сплошной декоративный экран, вплотную придвинутая мебель значительно снизят его эффективность. Если модная столешница-подоконник полностью закрывает батарею сверху, теплый воздух минует поверхность оконного стекла, и оно может излишне холодным и «плакать». В этом случае следует расположить в подоконнике вентиляционные решетки. Понравилась статья? Поделитесь с друзьями: teploguru.ruТепловая мощность электрического тока и ее практическое применение. Тепловая мощность
Количество теплоты и тепловая мощность. Расчет в Excel.
Количество теплоты при различных физических процессах.
Главные формулы теплопередачи.
Расчет в Excel прикладной задачи.
Условия задачи:
Исходные данные:
Результаты расчетов:
Выводы:
Статьи с близкой тематикой
Отзывы
Тепловая мощность - формула расчета
Что такое тепловой расчет?
Для чего нужен тепловой расчет?
Как умудрялись обходиться без тепловых расчётов строители прошлого?Расчет тепловой мощности: формула
Примерные величины коэффициента рассеивания для упрощенного расчёта
Пример расчета тепловой мощности
Возьмем некое помещение 80 м2 с высотой потолков 2,5 м и посчитаем, какой мощности котел нам потребуется для его отопления.
Формула:
Подставляем данные в формулу (R= H/ К.Т.):
Можно обратить внимание, насколько большая разница получилась в первом и втором случае, хотя объём домов и температура за окном в первом и втором случае были совершенно одинаковыми. Заключение
Видео на тему
тепловая мощность - это... Что такое тепловая мощность?
тепловая мощность Смотри также родственные термины:
Смотреть что такое "тепловая мощность" в других словарях:
Тепловая мощность - это... Что такое Тепловая мощность?
Тепловая мощность Смотреть что такое "Тепловая мощность" в других словарях:
Тепловая мощность электрического тока и ее практическое применение
Тепловая мощность котла и КПД.
Что такое тепловая мощность?
Что такое КПД котла?
Как посчитать КПД котла?
Как правильно рассчитать мощность и количество секций радиаторов отопления
Видео-советы по расчету необходимой мощности батарей
Принципы расчета
Что такое тепловая мощность радиаторов отопления
Упрощенный расчет
Нужен ли запас мощности
Низкотемпературные системы отопления и расчет радиаторов
