4 Способы теплопередачи в теплообменном оборудовании
Теплопередача –
сложный процесс, который при изучении
разделяют на простые явления. Различают
три элементарных способа переноса
теплоты: теплопроводность, конвекцию
и тепловое излучение.
1) Теплопроводность
– процесс распространения теплоты
путем непосредственного соприкосновения
микрочастиц, имеющих различные
температуры, или соприкосновение тел
(или их частей), когда тело не перемещается
в пространстве. Процесс теплопроводности
связан с распределением температур
внутри тела. Температура характеризует
степень нагрева и тепловое состояние
тела. Совокупность значений температур
в различных точках пространства в
различные моменты времени называется
температурным
полем
(стационарным или нестационарным).
Изотермическая
поверхность
– геометрическое место точек одинаковой
температуры. Любая изотермическая
поверхность разделяет тело на две
области: с большей и меньшей температурой;
теплота переходит через изотермическую
поверхность в область более низкой
температуры. Количество теплоты ΔQ,
Дж, проходящее в единицу времени Δτ,
с, через произвольную изотермическую
поверхность, называется тепловым
потоком Q,
Вт.
Характеристика
теплового потока – плотность
теплового потока
(удельный тепловой поток).
Математическое
выражение закона теплопроводности
Фурье:
.
Множитель λ –
коэффициент
теплопроводности,
Вт/(м·К),численно равен количеству
теплоты, проходящей в единицу времени,
через единицу поверхности, при разности
температур в один градус, на единицу
длины один метр.
2) Конвекция
– перемещение макроскопических частей
среды (газа, жидкости), приводящее к
переносу массы и теплоты. На процесс
теплоотдачи конвекцией влияют:
1. Характер движения
жидкости около твердой стенки (свободное
или вынужденное – ламинарное или
турбулентное). Режим течения жидкости
определяется не только скоростью, но и
безразмерным комплексным числом
Рейнольдса Re
= ωlυ.
2. Физические
свойства или род жидкости. На теплоотдачу
влияют плотность, теплоемкость,
коэффициенты теплопроводности и
температуропроводности, кинематическая
вязкость жидкости.
3. Условия теплового
режима (например, изменение агрегатного
состояния).
4. Температурный
напор ΔT
– разность температур между твердой
стенкой и жидкостью.
5. Направление
теплового потока Q
(теплоотдача от горячей стенки к холодной
жидкости больше).
6. Геометрические
размеры тела, которые влияют на толщину
пограничного слоя.
7. Направление
теплоотдающей поверхности.
Процесс конвективного
теплообмена описывается законом Ньютона
,
Вт,
где α– коэффициент
теплоотдачи, Вт/(м2·К),
численно равный количеству теплоты,
передаваемому от жидкости к твердой
поверхности в единицу времен, через
единицу поверхности при перепаде
температур между стенкой и жидкостью
в один градус.
3) Все тела непрерывно
посылают в окружающее их пространство
электромагнитные волны различной длины.
Излучение волн всегда трансформируется
в тепловую энергию. Для световых и
инфракрасных лучей (0,4…800 мкм) это
превращение выражено наиболее сильно,
и эти лучи называются тепловыми, а
процесс их распространения – тепловым
излучением
или радиацией.
Интенсивность теплового излучения
резко увеличивается с ростом температуры.
Падающий на тело
лучистый поток состоит из трех частей:
отраженная, поглощенная и пропущенная.
Отражательная
способность
R
– отношение отраженной энергии к
энергии, падающей на тело (полной).
Поглощательная
способность
А
— отношение поглощенной энергии к
энергии, падающей на тело (полной).
Пропускательная
способность
D
— отношение энергии, прошедшей через
тело, к энергии, падающей на тело (полной).
В соответствии с
законом сохранения энергии: R
+ A
+ D
= 1.
Суммарная
теплопередача лучеиспусканием (закон
лучистого теплообмена), Вт,
,
где εп
– приведенная степень черноты системы
тел; со=5,67
Вт/(м2·К4)
– коэффициент излучения абсолютно
черного тела; F
– площадь теплопередающей поверхности,
м2.
Эти процессы
протекают одновременно, влияют друг на
друга — сложный
теплообмен.
В реальных условиях конвекция всегда
сопровождается теплопроводностью или
молекулярным переносом теплоты.
Совместный процесс переноса теплоты
конвекцией и теплопроводностью
называется конвективным
теплообменом.
Конвективный теплообмен между жидкостью
и твердым телом называют теплоотдачей.
Перенос теплоты от горячей жидкости к
холодной через разделяющую их стенку
– теплопередача.
Давление
Давление
–
это
силовое воздействие (F)
тела и его частей на окружающую среду
или оболочку и на соседние части того
же тела на единицу поверхности (S).
Это силовое воздействие направлено
перпендикулярно к любому элементу
поверхности и уравновешивается обратно
направленным силовым воздействием
окружающей среды, оболочки или соседнего
элемента того же тела.
.
В
СИ используется единица давления паскаль
(Па), это 1 Н/м2,
т.е. сила в один ньютон, действующая по
нормали на площадь в один квадратный
метр. Для технических измерений паскаль
очень небольшая величина, поэтому ввели
кратную паскалю единицу давления бар:
1 бар = 105
Па. Выбор этой единицы измерения давления
объясняется тем, что атмосферное
давление воздуха над поверхностью Земли
приблизительно равно одному бару.
В
технике часто используется единица
давления в старой системе измерения
(СГС) – техническая
атмосфера:
1 атм = 1 кгс/см2
(не путать с понятием физической
атмосферы).
Часто
измеряют давление, особенно небольшое,
высотой столба жидкости (ртуть, вода,
спирт и т.д.). Столб жидкости (рис.1.5)
производит на основание сосуда давление,
определяемое равенством
Р
= F/S = HSρg/S
= ρgH,
(1.4)
где
ρ – плотность жидкости, кг/м3;
Н
– высота столба жидкости, м;
g
– ускорение свободного падения, м/с2;
F,
S – сила, действующая на дно сосуда, и
его площадь.
Из
уравнения (1.4) следует, что давлению Р
соответствует высота столба жидкости
Н = Р/(ρg), т.е. высота Н прямо пропорциональна
давлению, поскольку ρg – величина
постоянная.
В
практике высоту столба жидкости часто
берут для оценки давления. Поэтому метры
и миллиметры столба жидкости стали
единицами измерения давления. Для
перехода от высоты столба жидкости к
паскалям необходимо в формулу (1.4)
подставить все величины в СИ.
Например,
при 0оC
плотность воды составляет 1000 кг/м3,
ртути – 13595 кг/м3
в земных условиях. Подставив эти величины
в формулу (1.4), получим соотношения для
1мм столба этих жидкостей и давления в
паскалях:
Н
= 1 мм вод.ст. соответствует Р= 103·9,81·10-3=
9,81 Па;
Н
= 1 мм рт.ст. соответствует Р = 13595·9,81·10-3=
133,37 Па.
При
определении давления высотой столба
жидкости необходимо учитывать изменение
ее плотности в зависимости от температуры.
Это необходимо делать для сопоставления
результатов измерения давления. Так,
при определении атмосферного давления
с помощью ртутного барометра его
показания приводятся к 0 оС
исходя из соотношения
Во
= В (1 — 0,000172 t),
(1.5)
где
В – действительная высота ртутного
столба барометра при температуре ртути
t оС;
Во
– показания барометра, приведенные к
температуре 0 оС.
В
расчетах используются давления столбов
жидкости, приведенные к температуре 0
оС.
Измерение
давления
в технике основано на показаниях
различных приборов, действующих по
принципу отражения на шкале величины,
численно равной разности давлений в
месте замера и давления окружающей
среды. Как правило, приборы имеют
положительную шкалу, т.е. разность между
большим и меньшим давлением. Поэтому
они подразделяются на приборы для замерадавления:
больше
атмосферного –манометры,
меньше атмосферного –вакуумметры.
П
ример
таких приборов в виде жидкостных
U-образных манометров (вакуумметров)
показан на рис. 1.6.
Давление
по шкале этих приборов называется
манометрическим давлением РМ
и вакуумом РВ
соответственно. Давление в месте замера
называется абсолютным Р, окружающей
среды – давлением атмосферного воздуха
или барометрическим В, поскольку прибор,
как правило, установлен в окружающем
его атмосферном воздухе.
Расчетные
зависимости давления по приборам будут
следующие:
манометрическое
давление:
РМ
= Р — В,
(1.6)
где
РМ
– манометрическое давление (по прибору);
Р
– абсолютное давление;
В
– давление атмосферного воздуха
(барометрическое давление);
вакуум:
РВ
= В — Р,
(1.7)
где
РВ
– вакуум (показания вакуумметра).
Параметром
состояния термодинамического тела
является абсолютное давление, при
использовании приборов оно будет
определяться в зависимости от типа
прибора по следующим зависимостям:
для
манометра
Р
= РМ
+ В,
(1.8)
для
вакуумметра
Р
= В — РВ
. (1.9)
Согласование температуры воды в котле и системе
Существует два варианта, как можно согласовать высокотемпературные теплоносители в котле и более низкотемпературные в отопительной системе:
- В первом случае следует пренебречь эффективностью функционирования котла и на выходе из него выдавать теплоноситель такой степени нагрева, которая требуется системе в настоящее время. Так поступают в работе небольших котельных. Но в итоге получается не всегда подавать теплоноситель в соответствии с оптимальным температурным режимом согласно графику (прочитайте: «График отопительного сезона — начало и конец сезона «). В последнее время все чаще в небольших котельных на выходе монтируют регулятор нагрева воды с учетом показаний, который фиксирует датчик температуры теплоносителя.
- Во втором случае, нагрев воды для транспортировки по сетям на выходе из котельной делают максимальным. Далее в непосредственной близости от потребителей производится автоматическое регулирование температуры теплоносителя до необходимых значений. Такой способ считается более прогрессивным, его применяют на многих крупных теплосетях, а поскольку регуляторы и датчики стали дешевле, его все чаще используют на небольших объектах теплоснабжения.
Способы снижения теплопотерь
Но важно помнить, что на температуру в помещении влияет не только температура теплоносителя, уличного воздуха и сила ветра. Также должна учитываться степень утепления фасада, дверей и окон в доме
Чтобы снизить теплопотери жилья, нужно побеспокоиться о его максимальной термоизоляции. Утепленные стены, уплотненные двери, металлопластиковые окна помогут сократить утечку тепла. Также при этом снизятся затраты на отопление.
(Пока оценок нет)
Понятие нормы отопления может быть совершенно разным для двух ситуаций: когда квартира отапливается централизованно, и когда в доме установлено и функционирует автономное отопление.
Централизованное отопление в квартире
Оптимальные значения в индивидуальной системе отопления
Важно следить, чтобы носитель тепла в сети не остужался ниже 70 °С. Оптимальным считают показатель 80 °С
С газовым котлом контролировать нагрев легче, потому что производители ограничивают возможность нагрева теплоносителя до 90 °С. Используя датчики для регулировки подачи газа, нагрев теплоносителя можно регулировать.
Немного сложнее с аппаратами на твердом топливе, они не регулируют подогрев жидкости, и запросто могут превратить ее в пар. А уменьшить жар от угля или древесины поворотом ручки в такой ситуации невозможно. Контроль нагрева теплоносителя при этом достаточно условный с высокими погрешностями и выполняется поворотными термостатами и механическими заслонками.
Электрические котлы позволяют плавно регулировать нагрев теплоносителя от 30 до 90 °С. Они оснащены отличной системой защиты от перегрева.
Преимущества применения регулятора в теплоснабжении
Использование регулятора в отопительной системе имеет следующие положительные моменты:
- он позволяет четко выдерживать температурный график, в основе которого лежит расчет температуры теплоносителя (прочитайте: «Правильный расчет теплоносителя в системе отопления «);
- не допускается повышенный нагрев воды в системе и тем самым обеспечивается экономное расходование топлива и тепловой энергии;
- производство тепла и его транспортировка происходят в котельных при самых эффективных параметрах, а необходимые для обогрева характеристики теплоносителя и ГВС создает регулятор в ближайшем к потребителю тепловом узле или пункте (прочитайте: «Теплоноситель для системы отопления — параметры давления и скорости «);
- для всех абонентов теплосети обеспечиваются одинаковые условия вне зависимости от расстояния до источника теплообеспечения.
Удельный объем
Удельный
объем
– это
объем единицы массы вещества (м3/кг):
,
(1.1)
где
V – объем тела, м3;
m – масса тела, кг.
Величина,
обратная удельному объему, называется
плотностью
(кг/м3):
.
(1.2)
В
практике часто используется понятие
удельного веса
– это вес единицы объема тела (Н/м3):
,
(1.3)
где
g
–
ускорение свободного падения
(приблизительно 9,81 м/с2).
При
переводе любой величины в СИ, например
из 1 г/см3,
необходимо руководствоваться следующим
правилом: все величины формулы (1.3)
представляют в единицах СИ и выполняют
с ними действия арифметическими
операторами формулы:
=
1 г/см3
= 9,81·10-3/10-6
= 9,81·103
Н/м3.
При
этом надо помнить, что 1 кгс = 9,81 Н. Этим
соотношением часто пользуются при
переводе несистемных единиц в СИ.
Расчет температурного режима работы отопления
Во время расчета теплоснабжения необходимо учитывать свойства всех компонентов. В особенности это касается радиаторов. Какая оптимальная температура должна быть в батареях отопления — +70°С или +95°С? Все зависит от теплового расчета, который выполняется еще на этапе проектирования.
Пример составления температурного графика отопления
Сначала необходимо определить тепловые потери в здании. На основе полученных данных выбирается котел с соответствующей мощностью. Затем наступает самый сложный этап проектирования – определение параметров батарей теплоснабжения.
Они должны обладать определенным уровнем теплоотдачи, которая повлияет на график температуры воды в системе отопления. Производители указывают это параметр, но только для определенного режима работы системы.
Если для поддержания комфортного уровня нагрева воздуха в комнате потребуется затратить 2 кВт тепловой энергии – значит радиаторы должны обладать не меньшим показателем теплоотдачи.
Для определения этого необходимо знать следующие величины:
- Допустимо максимальную температуру воды в системе отопления –t1. Она зависит от мощности котла, температурным пределом воздействия на трубы (в особенности полимерные);
- Оптимальная температура, которая должна быть в обратных трубах отопления – t Это определяется типом разводки магистралей (однотрубная или двухтрубная) и общей протяженностью системы;
- Необходимая степень нагрева воздуха в помещении –t.
Имея эти данные можно рассчитать температурный напор батареи по следующей формуле:
Далее для определения мощности радиатора следует воспользоваться такой формулой:
Где k – коэффициент теплопередачи прибора отопления. Это параметр должен быть указан в паспорте; F – площадь радиатора; Тнап – тепловой напор.
Варьируя различные показатели максимальной и минимальной температуры воды в системе отопления можно определить оптимальный режим работы системы
Важно правильно изначально рассчитать требуемую мощность отопительного прибора. Чаще всего показатель низкой температуры в батареях отопления связан с ошибками проектирования отопления
Специалисты рекомендуют к полученной величине мощности радиатора прибавить небольшой запас – порядка 5%. Это понадобится в случае критического снижения температуры на улице в зимний период.
Большинство производителей указывают теплоотдачу радиаторов согласно принятым стандартам EN 442 для режима 75/65/20. Это соответствует норме температуры отопления в квартире.
1. Описание объекта проектирования и выбор систем теплоснабжения
К
сооружениям защищенного грунта
(культивационным сооружениям) относят
теплицы, парники и утепленный грунт.
Широкое распространение получили
теплицы; их подразделяют по виду
светопрозрачного ограждения (остекленные
и пленочные) и по конструкции (ангарные
однопролетные и блочные
многопролетные). Теплицы, эксплуатируемые
круглый год, принято называть зимними,
а используемые весной, летом и осенью
– весенними.
Отопление
и вентиляция культивационных сооружений
должны поддерживать заданные параметры
– температуру, относительную влажность
и газовый состав внутреннего воздуха,
а также требуемую температуру почвы.
Энергообеспечение
теплиц и парников должно осуществляться
от систем централизованного теплоснабжения,
допускается также использование
газообразного топлива, электрической
энергии, геотермальных вод и вторичных
энергоресурсов промышленных предприятий.
В зимних теплицах
надо предусматривать системы водяного
отопления шатра и почвы, а также
комбинированные системы (водяная и
воздушная).
Целесообразность
применения газового обогрева теплицы
непосредственно продуктами сгорания
газообразного топлива или воздушного
обогрева почвы должна быть подтверждена
технико-экономическими расчетами.
При
устройстве водяного отопления
рекомендуются системы шатрового,
цокольного, почвенного и надпочвенного
обогрева. Температуры теплоносителя
(горячего и обратного) для шатрового,
цокольного и надпочвенного обогрева:
t
г =
150, 130 и 95 С,
t
о
= 70 С;
для почвенного обогрева: t
г
= 45 С
и t
о
= 30 С.
Приборы водяного отопления необходимо
размещать: в верхней зоне – под покрытием,
водосточными лотками и карнизами (рис.
5.1), в средней зоне – у наружных стен и
на внутренних стойках карниза, в нижней
зоне – по контуру наружных стен на
глубине 0,05…0,1 м и для обогрева почвы –
на глубине не менее 0,4 м от проектной
отметки поверхности почвы до верха труб
отопления.
Для почвенного обогрева применяют
асбоцементные или пластмассовые
полиэтиленовые и полипропиленовые
трубы. При температуре теплоносителя
до 40 ºС можно
использовать полиэтиленовые трубы, при
температуре до 60ºСтрубы из полипропилена.
Обычно их присоединяют к обратному
коллектору систем шатрового обогрева
с помощью вертикальных стальных отводов.
Трубы должны быть уложены равномерно
по площади теплиц на расстоянии,
определяемом теплотехническими
расчетами. Применение стальных труб
для этих целей не допускается.
Расстояние
между трубами почвенного обогрева
рекомендуется принимать равными 0,4 м в
рассадном отделении; 0,8 м и 1,6 м
в остальных отделениях теплицы.
При воздушном способе обогрева воздух
с температурой не более 45 С
подают в рабочую зону теплицы по
перфорированным полиэтиленовым
воздуховодам. Эти воздуховоды должны
быть рассчитаны на обеспечение равномерной
подачи воздуха и теплоты по всей длине.
В этом разделе курсового проекта даются
подробное описание объекта проектирования
и выбранных систем теплоснабжения,
схемы расположения отопительных приборов
всех систем отопления.
Рис.
5.1. Вариант схемы размещения отопительных
приборов в блочно-модульной теплице
1
кровельный обогрев; 2
подлотковый обогрев; 3
почвенный обогрев; 4
надпочвенный обогрев; 5
цокольный обогрев; 6 – торцевый (контурный)
обогрев
Однотрубная отопительная система
Однотрубное теплоснабжение многоквартирного дома имеет массу недостатков, главным среди которых являются значительные потери тепла в процессе транспортировки горячей воды. В данном контуре теплоноситель подают снизу вверх, после чего он попадает в батареи, отдает тепло и возвращается назад в ту же самую трубу. К конечным потребителям, проживающим на верхних этажах, прежде горячая вода доходит в еле теплом состоянии.
Еще одним недостатком такого теплоснабжения является невозможность замены радиатора в отопительный сезон без слива воды со всей системы. В подобных случаях необходима установка перемычек, благодаря чему появляется возможность отключить батарею, а теплоноситель направить по ним.
Таким образом, с одной стороны в результате установки контура однотрубной отопительной системы получается экономия, а с другой – возникают серьезные проблемы относительно распределения тепла по квартирам. В них жильцы зимой мерзнут.
Теплоносители и их параметры
Расчетная тепловая мощность в течение отопительного сезона, продолжительностью D zо.с, должна использоваться частично при текущей температуре наружного воздуха tн.i и только при tн.р – полностью.
Требования, предъявляемые к системам отопления:
— санитарно-гигиенические: поддержание заданной температуры воздуха и внутренних поверхностей ограждений помещений во времени при допустимой подвижности воздуха; ограничение температуры поверхности отопительных приборов;
— экономические: минимальные капитальные вложения, экономный расход тепловой энергии при эксплуатации;
— архитектурно-строительные: компактность; увязка со строительными конструкциями;
— производственно-монтажные: минимальное количество унифицирован-ных узлов и деталей; механизация их изготовления; сокращение ручного труда при монтаже;
— эксплуатационные: эффективность действия в течение всего периода работы; долговечность, ремонтнопригодность, безотказность; безопасность и бесшумность действия.
Наиболее важны санитарно-гигиенические и эксплуатационные требования, от которых зависит поддержание заданной температуры в помещениях в течение отопительного сезона.
Рис. 1.1. Изменение среднесуточной температуры наружного воздуха в течение года в Москве:
tп – температура помещения; tн1 – минимальная среднесуточная температура наружного воздуха
Классификация систем отопления
Системы отопления подразделяются на местные и центральные.
В местных системах для отопления, как правило, одного помещения все три элемента конструктивно объединяются в одной установке, непосредственно в которой происходит получение, перенос и передача теплоты в помещение. Примером местной системы отопления являются отопительные печи, конструкции и расчет которых будут рассмотрены далее, а также системы отопления с использованием электрической энергии.
Центральными называются системы, предназначенные для отопления группы помещений из единого теплового центра. Котлы или теплообменники могут размещаться непосредственно в обогреваемом здании (в котельной или местном тепловом пункте) либо вне здания – в центральном тепловом пункте (ЦТП), на тепловой станции (отдельно стоящая котельная) или ТЭЦ.
Теплопроводы центральных систем подразделяются на магистрали (подающие, по которым подается теплоноситель, и обратные, по которым отводится охладившийся теплоноситель), стояки (вертикальные трубы) и ветви (горизонтальные трубы), связывающие магистрали с подводками к отопительным приборам.
Центральная система отопления называется районной, когда группа зданий отапливается из отдельно стоящей центральной тепловой станции. Теплоноситель (как правило, вода) нагревается на тепловой станции, перемещается по наружным (t1) и внутренним (внутри здания tг t1) теплопроводам в помещения к отопительным приборам и, охладившись, возвращается на тепловую станцию (рис. 1.2).
 |
Рис. 1.2. Схема районной системы отопления:
1 – тепловая станция; 2 – местный тепловой пункт; 3 и 5 – подающий и обратный стояки системы отопления; 4 – отопительные приборы; 6 и 7 – наружные подающий и обратный теплопроводы; 8 – циркуляционный насос наружного теплопровода
Используются, как правило, два теплоносителя. Первичный высокотемпературный теплоноситель от тепловой станции перемещается по городским распределительным теплопроводам к ЦТП или местным тепловым пунктам зданий и обратно. Вторичный теплоноситель после нагревания в теплообменниках или смешения с первичным поступает по внутренним теплопроводам к отопительным приборам обогреваемых помещений и возвращается в ЦТП или местный тепловой пункт.
Первичным теплоносителем обычно служит вода, реже пар или газообразные продукты сгорания топлива. Если, например, первичная высокотемпературная вода нагревает вторичную воду, то такая система центрального отопления называется водоводяной. Аналогично могут существовать водовоздушная, пароводяная, газовоздушная и другие системы центрального отопления.
По виду вторичного теплоносителя местные и центральные системы отопления называют системами водяного, парового, воздушного или газового отопления.
Дата добавления: 2016-01-07; просмотров: 1155;
Согласование температуры теплоносителя и котла
Температура обратки зависима от количества прошедшей по ней жидкости. Регуляторами прикрывают подачу жидкости и увеличивают разницу обратки и подачи до того уровня, который нужен, а необходимые указатели устанавливают на датчике.
Если нужно увеличить поток, то в сеть может быть добавлен насос повышения, который управляется регулятором. Для снижения нагрева подачи применяют «холодный пуск»: ту часть жидкости, какая прошла по сети, из обратки опять переправляют на вход.
Регулятор перераспределяет потоки подачи и обратки соответственно данным, которые снял датчик, и обеспечивает строгие температурные нормы сети отопления.
Как поднять давление
Проверки давления в отопительных магистралях многоэтажных домов нужны обязательно. Они позволяют анализировать функциональность системы. Падение уровня давления даже на незначительную величину, может стать причиной серьезных сбоев.
При наличии централизованного отопления систему чаще всего испытывают холодной водой. Падение давления за 0,5 часа на величину большую, чем 0,06 МПа указывает на наличие порыва. Если этого не наблюдается, то система готова к работе.
Непосредственно перед стартом отопительного сезона выполняют проверку водой горячей, подаваемой под максимальным давлением.
Изменения, происходящие в системе отопления многоэтажного дома, чаще всего не зависят от хозяина квартиры. Пытаться повлиять на давление — затея бессмысленная. Единственное, что можно сделать, устранить воздушные пробки, появившиеся из-за неплотных соединений или неправильно выполненной регулировки клапана спуска воздуха.
На наличие проблемы указывает характерный шум в системе. Для отопительных приборов и труб это явление очень опасно:
- Расслаблением резьбы и разрушениями сварных соединений во время вибрации трубопровода.
- Прекращением подачи теплоносителя в отдельные стояки или батареи в связи со сложностями с развоздушиванием системы, невозможностью регулировки, что может привести к ее размораживанию.
- Понижением эффективности системы, если теплоноситель прекращает движение не полностью.
Чтобы предотвратить попадание воздуха в систему необходимо перед ее испытанием в рамках подготовки к отопительному сезону осмотреть все соединения, краны на предмет пропускания воды. Если услышите характерное шипение при пробном запуске системы, немедленно ищите утечку и устраняйте ее.
Можно нанести на стыки мыльный раствор и там, где герметичность нарушена, будут появляться пузырьки.
Иногда давление падает и после замены старых батарей на новые алюминиевые. На поверхности этого металла от контакта с водой появляется тонкая пленка. Побочным продуктом реакции является водород, за счет его сжимания давление снижается.
Вмешиваться в работу системы в этом случае не стоит — проблема носит временный характер и со временем уходит сама по себе. Это происходит исключительно в первое время после монтажа радиаторов.
Повысить напор на верхних этажах высотного здания можно путем установки циркуляционного насоса.
Внимание: самой удаленной точкой трубопровода является угловая комната, следовательно, давление здесь самое меньшее
Понятие термодинамической функции. Внутренняя энергия, полная энергия системы. Устойчивость состояния системы.
Другие
параметры, зависящие от основных, наз-ся
ТД
функциями состояния системы.
В химии наиболее часто используются :
-
внутренняя
энергияUи
её изменение U
при V = const; -
энтальпия(теплосодержание)
H
и её изменение H
при p = const; -
энтропия
S
и её изменение S; -
энергия
Гиббса G
и её изменение G
при p = const и T = const. -
Для
функций состояния характерно, что их
изменение в хим. реакции определяется
только начальным и конечным состоянием
системы и не зависит от пути или способа
протекания процесса.
Внутренняя
энергия ( Internal Energy) – U.
Внутренняя
энергия U
определяется как энергия случайных,
находящихся в неупо-рядоченном движении
молекул. Энергия молекул находится в
диапазоне от высокой, необходимой для
движения, до заметной лишь с помощью
микроскопа энергии на молекулярном или
атомном уровне.
-
Кинетическая
энергия движения системы в целом -
Потенциальная
энергия, обусловленная положением
системы во внешнем поле -
Внутренняя
энергия.
Для
хим. реакций изменение полной энергии
хим. системы опред-ся только изменением
ее внутренней энергии.
Внутренняя
энергия включает поступательную,
вращательную, колебательную энергию
атомов молекул, а также энергию движения
электронов в атомах, внутриядерную
энергию.
Количество
внутренней энергии (U)
вещества определяется количеством
вещества, его составом и состоянием
Устойчивость
системы определяется количеством
внутренней энергии: чем больше внутренняя
энергия, тем менее устойчива система
Запас
внутренней энергии системы зависит от
параметров состояния системы, природы
в-ва и прямо пропорционален массе
вещества.
Абсолютное
значение внутренней энергии определить
невозможно, т.к. нельзя привести систему
в состояние, полностью лишенное энергии.
Можно
судить лишь об изменении внутренней
энергии системы U
при её переходе из начального состояния
U1
в конечное U2:
U
= U2U1,
Изменение
внутренней энергии системы (U),
как и изменение любой ТД функции, опр-ся
разностью её величин в конечном и
начальном состояниях.
Если
U2
U1,
то U
= U2U1
0,
если
U2
U1,
то U
= U2U1
0,
если
внутренняя энергия не изменяется
(U2
= U1),
то U
= 0.
Во
всех случаях все изменения подчиняются
закону
сохранения энергии:
Энергия
не исчезает бесследно и не возникает
ни из чего, а лишь переходит из одной
формы в другую в эквивалентных количествах.
Рассмотрим
систему в виде цилиндра с подвижным
поршнем, заполненного газом
При
р = const теплота Qp
идёт на увеличение запаса внутренней
энергии U2
(U2U1)
U>0
и на совершение системой работы (А) по
расширению газа V2
V1
и поднятию поршня.
След-но,
Qр=
U
+ А.
Загрузка...
