Исследование процессов теплообмена при сжигании газа в бытовых приборах. Общие сведения

К бытовым газовым приборам относят плиты, водонагреватели, холодильники, кипятильники, пищеварочные котлы и духовые шкафы.

Работа газовых приборов характеризуется следующими показателями:

  • 1) тепловой мощностью (нагрузкой), т.е. количеством химической энергии, содержащимся в подаваемом к прибору газе и выделяющимся при полном его сгорании;
  • 2) производительностью, т.е. количеством теплоты, переданным при сжигании газа в приборе нагреваемым телам;
  • 3) коэффициентом полезного действия, выражающим отношение производительности прибора к его тепловой нагрузке.

Различают номинальные и предельные значения величин перечисленных показателей. Номинальной нагрузкой считают такую, при которой прибор работает наиболее эффективно, т. е. с наименьшим химическим недожогом, наибольшим КПД, и развивает номинальную производительность. При этом в конструктивных элементах прибора не должно возникать опасных тепловых напряжений. Предельная (максимальная) нагрузка бытового прибора превышает номинальную на 20%.

Бытовые приборы работают на низком давлении рнш = 1300 Па для природного газа и ртм = 3000 Па - для сжиженного газа.

Тепловую мощность N, кВт, газогорелочного устройства рассчитывают по формуле

Здесь VH - расход газа, приведенный к нормальным физическим условиям, нм3/с; Qh - низкая теплота сгорания сухого газа, кДж/нм3.

Производительность Qn, кВт, газовых плит, емкостных водонагревателей и других газовых приборов, в которых нагревают находящиеся в покое тела постоянной массы, равна

Здесь / = 1,2, ..., п; п - количество нагреваемых тел; М, - масса /-го тела, кг; ср- теплоемкость /-го тела, кДж/(кг-К); /к., /„.-температура

/-го тела соответственно в начале и в конце процесса нагрева, °С; Дт - время процесса нагревания, с.

Производительность Qn, кВт, проточных водонагревателей определяют по уравнению теплового баланса

Здесь GB, Gir - массовые расходы воды и дымовых газов, кг/с;

- теплоемкости воды и дымовых газов, кДж/(кг-К);

- температура воды и дымовых газов на входе в прибор и на выходе из него соответственно, °С.

В уравнения (10.2) и (10.3) подставляется среднее значение изобарной теплоемкости ср в интервале температур от /н до /к или от /' до /". Значения физических параметров воды и дымовых газов приведены в табл. П2.2 и П2.3 Приложения 2.

Коэффициент полезного действия равен

При сжигании газового топлива КПД агрегатов определяют в основном потери теплоты с уходящими газами, которые зависят от их количества и температуры.

Газовые плиты имеют классификацию: высший и первый класс «а» и «б». Плиты высшего класса оснащаются автоматическими устройствами для зажигания и отключения горелок и для регулирования температуры духового шкафа. Плиты изготовляют двух-, трех- и четырехконфорочными с духовыми шкафами и без них, с питанием от сети или от встроенных газовых баллонов. Плиты бывают стационарные и переносные, с автоматикой и без автоматики.

Обозначения: плита газовая 2-конфорочная первого класса «а» - ПГ 2 кл. I «а»; плита газовая 4-конфорочная стационарная высшего класса «а» - ПГ 4 кл. Б «а».

КПД конфорочных горелок должен быть не менее 56%, а КПД плит с отводом продуктов сгорания в дымоход - не менее 40%. Содержание окиси углерода в продуктах сгорания не должно превышать 0,05 % в пересчете на сухие дымовые газы и избыток воздуха а = 1. Разогрев духового шкафа до температуры 285-300 °С должен производиться не более чем за 25 минут.

Конфорки бытовых газовых плит, как правило, оборудуют горелками частичного завершенного предварительного смешения, а духовые шкафы - диффузионными горелками в подовом исполнении.

Проточные и емкостные водонагреватели являются теплообменными аппаратами, служащими для местного горячего водоснабжения, г) > 82 %. Проточные водонагреватели должны нормально работать при давлении воды от 0,05 до 0,6 МПа; вода нагревается до постоянной температуры за 1-2 минуты. В емкостных водонагревателях вода нагревается 60-70 минут. Содержание СО в продуктах сгорания не должно превышать 0,1%. Температура продуктов сгорания перед тя- гопрерывателем должна быть в пределах 110-210 °С.

Водонагреватели снабжены основной горелкой (частичного завершенного предварительного смешения) и запальником, а также блокирующими и предохранительными устройствами, которые пропускают газ к основной горелке только при зажженном запальнике. Дополнительно проточные водонагреватели оборудуют предохранительными устройствами, обеспечивающими выключение основной горелки при падении давления воды, а емкостные - автоматикой регулирования температуры горячей воды.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >