Теплотехника для чайников. – Как построить дом — LiveJournal
Теплотехника для чайников.
До сего момента я касался темы теплотехники применительно к самостоятельному строительству только мимоходом, в контексте других тем. Об этом написаны кучи статей и книг, в том числе и в интернете, с морем формул и схем что, по-видимому, и отпугивает читателей. В результате у индивидуальных застройщиков в этой области самые нажористые заблуждения.
Итак, начнём сначала, с физики: любое твёрдое тело характеризуется двумя интересующими нас теплотехническими характеристиками: теплоёмкостью и теплопроводностью. Теплопроводность способность материала передавать тепловую энергию от более нагретой зоны в менее нагретую. Применительно к ограждающим конструкциям дома, для сохранения тепла, желательна как можно более низкая теплопроводность. Отдельный вопрос о толщине. Увеличение толщины ведёт к пропорциональному увеличению стоимости конструкции, но никак не к пропорциональному улучшению теплоизоляции.
Теплоёмкость — способность материала поглощать (аккумулировать) и отдавать тепло при изменении температуры. Здесь всё не так однозначно, большая или малая теплоёмкость может быть и плюсом и минусом в зависимости от конкретных условий.
Резюмируем: материал с низкой теплопроводностью — теплоизолятор, материал с высокой теплоёмкостью — теплоаккумулятор.
Приведём пример: сравним деревянный и кирпичный дом с точки зрения теплотехники. Дерево имеет малую теплопроводность (т. е. является теплоизолятором) и малую теплоёмкость. Кирпич также является теплоизолятором, но имеет большую теплоёмкость, т. е. выступает ещё и как теплоаккумулятор. Деревянный дом хорошо держит тепло, но быстро выстывает, кирпичный держит тепло хорошо и долго. Если дом используется постоянно, то кирпичный комфортнее — дольше держит тепло, сглаживает колебания температуры при периодической топке печи. Если-же дом используется как дача — приехали в пятницу вечером в нетопленый дом и давай топить, то здесь большая теплоёмкость кирпичных стен сыграет в минус.
Отдельно стоит рассмотреть многослойные конструкции стен. Пример: бетонное здание нужно утеплить пенополистиролом или минераловатными плитами. Бетон сам по себе хороший теплоаккумулятор, но никудышный теплоизолятор. Если теплоизолирующий материал расположить снаружи, бетон будет играть роль теплоаккумулятора что выгодно для дома постоянного проживания. Если расположить теплоизолирующий материал внутри то бетонные стены не будут играть никакой роли в теплодинамике помещения — оно будет быстро нагреваться и быстро остывать.
Ещё пример: чтобы деревянный дом дольше держал тепло его можно оштукатурить изнутри.
Для многослойных конструкций существует немаловажная проблема пароизоляции и связанная с ней «точка росы». Грубо говоря, внутри строительных конструкций может конденсироваться влага. Не углубляясь в дебри, дело здесь в том что воздух внутри отапливаемых жилых помещений всегда более влажный чем снаружи.
Вкратце всё, точные определения, единицы измерения, формулы, значения параметров конкретных материалов и т.п есть в интернете.
И ещё, интересная штучка: http://vladirom.narod.ru/stoves/heatcalc.html рекомендую.
Курс лекций по теплотехнике
ведущий инженер кафедры ТГП физического факультета
физико-технического института.
Содержание лекций
Раздел I. Техническая термодинамика.
Тема 1. Введение. Основные понятия и определения.
1.1.
Введение1.2.
Термодинамическая система.1.3.
Параметры состояния.1.4.
Уравнение состояния и термодинамический
процесс.
Тема 2. Первый закон термодинамики.
2.1. Теплота и работа.2.2. Внутренняя энергия.2.3. Первый закон термодинамики.2.4. Теплоемкость газа.2.5. Универсальное уравнение состояния идеального газа.2.6. Смесь идеальных газов.
Тема 3. Второй закон термодинамики.
3.1. Основные положения второго закона термодинамики.3.2. Энтропия.3.3. Цикл и теоремы Карно.
Тема 4. Термодинамические процессы.
4.1. Метод исследования т/д процессов.4.2. Изопроцессы идеального газа.4.3. Политропный процесс.
Тема 5. Термодинамика потока.
5.1. Первый закон термодинамики для потока.5.2. Критическое давление и скорость. Сопло Лаваля.5.3.Дросселирование.
Тема 6. Реальные газы. Водяной пар. Влажный воздух.
6.1. Свойства реальных газов.6.2. Уравнения состояния реального газа.6.3. Понятия о водяном паре.6.4. Характеристика влажного воздуха.
Тема 7. Термодинамические циклы.
7.1.
Циклы паротурбинных установок (ПТУ).
7.2.
Циклы двигателей внутреннего сгорания
(ДВС).7.3.
Циклы газотурбинных установок
(ГТУ).Тестовый
контроль по разделу
Раздел II. Основы теории теплообмена.
Тема 8. Основные понятия и определения.Тема 9.Теплопроводность.
9.1. Температурное поле. Уравнение теплопроводности.9.2. Стационарная теплопроводность через плоскую стенку.9.3. Стационарная теплопроводность через цилиндрическую стенку.9.4. Стационарная теплопроводность через шаровую стенку.
Тема 10. Конвективный теплообмен.
10.1. Факторы, влияющие на конвективный теплообмен. 10.2.Закон Ньютона-Рихмана.10.3. Краткие сведения из теории подобия.10.4. Критериальные уравнения конвективного теплообмена.10.5. Расчетные формулы конвективного теплообмена.
Тема 11. Тепловое излучение.
11.1. Общие сведения о тепловом излучении.11.2. Основные законы теплового излучения
Тема 12.Теплопередача.
12.1.
Теплопередача через плоскую стенку.12.2.
Теплопередача через цилиндрическую
стенку.
Раздел III. Теплоэнергетические установки.
Тема 13. Энергетическое топливо.
13.1. Состав топлива.13.2. Характеристика топлива.13.3. Моторные топлива для поршневых ДВС.
Тема 14. Котельные установки.
14.1. Котельный агрегат и его элементы.14.2. Вспомогательное оборудование котельной установки.14.3. Тепловой баланс котельного агрегата.
Тема 15. Топочные устройства.
15.1. Топочные устройства. 15.2. Сжигание топлива.15.3. Теплотехнические показатели работы топок.
Тема 16.Горение топлива.
16.1. Физический процесс горения топлива.16.2. Определение теоретического и действительного расхода воздуха на горение топлива.16.3. Количество продуктов сгорания топлива.
Тема 17. Компрессорные установки.
17.1. Объемный компрессор.17.2. Лопаточный компрессор.
Тема 18. Вопросы экологии при использовании
теплоты.
18.1. Токсичные газы продуктов сгорания.18.2. Воздействия токсичных газов.18.3. Последствия “парникового” эффекта.Литература
Раздел I. Техническая термодинамика
Тема 1. Введение. Основные понятия и определения.
1.1 Введение
Теплотехника – наука, которая изучает методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты, а также принципы действия и конструктивные особенности тепловых машин, аппаратов и устройств. Теплота используется во всех областях деятельности человека. Для установления наиболее рациональных способов его использования, анализа экономичности рабочих процессов тепловых установок и создания новых, наиболее совершенных типов тепловых агрегатов необходима разработка теоретических основ теплотехники. Различают два принципиально различных направления использования теплоты –
Таблица 1.1.
Вид энергоресурсов | Годы | ||||
1980 | 1985 | 1990 | 1994 | 1995 | |
Нефть, Мт, в мире | 2922 | 2652 | 3022 | 3264 | – |
Россия | 547 | 542 | 518 | 317,8 | 306,7 |
Газ, Гм3, в мире | 1620 | 1981 | 2413 | 2250 | – |
Россия | 252 | 462 | 641 | 607,3 | 595,4 |
Уголь, Мт, в мире | 3249 | 3808 | 3935 | 4163 | – |
Россия | 391 | 395 | 395 | 270,9 | 262,2 |
Э/энергия,ТДж, в мире | 10712 | 11900 | 16498 | 18221 | – |
Россия | 596,7 | 886,5 | 942,7 | 890,7 | 862 |
Итого, Мтут*, в мире | 9451 | 10231 | 11692 | 12277 | – |
Россия | 1430 | 1690 | 1430 | 1391 | – |
* тут – тонна условного топлива.
Такими
теоретическими разделами являются
техническая термодинамика и основы
теории теплообмена, в которых исследуются
законы превращения и свойства тепловой
энергии и процессы распространения
теплоты.
Данный курс является
общетехнической дисциплиной при
подготовке специалистов технической
специальности.
Нагревательные элементы для чайников – Нагревательный элемент
ЗАПРОСИТЬ СЕЙЧАС
ОНЛАЙН-КАТАЛОГ
Нагревательный элемент для чайника (также называемый трубчатым нагревателем для чайника), его конструкция выполнена из металлической трубы в виде оболочки, заполненной высокоомным электронагревательным сплавом. нагревательный материал, заполненный вокруг нагревательного провода и уплотненный оксидом магния с теплопроводной и электроизоляционной композицией.
Нагревательные элементы чайника обладают высочайшей механической стабильностью и электрическими характеристиками, и эта технология нагрева является достаточно зрелой и может использоваться повсеместно.
В сочетании с нашим устройством контроля температуры он может выполнять функции автоматического отключения питания и защиты от сухого горения после закипания воды.
Joulemax предлагает профессиональные решения для нагрева электрических чайников. Мы гарантируем качество нагревательного элемента. Стоит отметить, что для обеспечения нормальной работы нагревательного элемента рекомендуется использовать производимое нами устройство контроля температуры.
- Material
- Advantages
| Tube Material | 202/304/316L/321/Copper/Incoloy |
| Tube Diameter | 6.5-8mm |
| Tube wall Thickness | 0.4-0.5mm |
| Watt | Customized |
| Voltage | Customized |
| Dimension | Customized |
| Warranty | One year |
| High Pop Test | 1500 В/2 мА/1 с |
| Сопротивление изоляции | 100 МОм МИН. |
| Ток утечки | МАКС. 0,95 мА0023 |
| Surface Treatment | Electrolyte/polishing/electroplate/acid-washing |
| Hydraulic Testing | 8kg |
| Flange Material | Copper or stainless steel |
| Welding Of Flange Technique | Silver/ Олово/никель/аргонодуговая сварка |
- Небольшой размер и высокая мощность, внутри нагревательного элемента чайника в основном используются сгруппированные трубчатые электрические нагревательные элементы, а максимальная мощность на единицу элемента составляет 5000 кВт.
- Быстрый температурный отклик, высокая точность регулирования температуры и высокая термическая эффективность.
- Долгий срок службы и высокая надежность. Нагреватель изготовлен из специального электротермического материала, расчетная мощность которого приемлема. Нагреватель имеет множественную защиту, что значительно повышает безопасность.
Когда чайник сгорит, вам не придется покупать новый электрочайник, достаточно заменить нагревательный элемент электрочайника на аналогичный.
| Первый: Подготовьте инструмент, отвертку и удалите сломанный нагревательный элемент. | Два: Вставьте белое уплотнительное кольцо в отверстие (обратите внимание, что толстая сторона обращена к кастрюле) | Три: Поместите нагревательный элемент в кастрюлю, как показано, не переворачивая, треугольником |
| Четыре: Затяните три винта черного основания, как показано (треугольником вниз) | Пять: Установите красный пластиковый корпус и затяните 2 маленьких |
Электрический чайник в основном использует резистивную проволоку нагревательного элемента для выработки тепла. А нагревательный элемент находится в средней и нижней части чайника после закипания воды, водяной пар, образующийся при кипячении воды, используется для деформации биметаллического листа термочувствительного элемента, а сила деформации используется для привести в действие выключатель питания.
автоматическое отключение питания электрического чайника после закипания воды.
На самом деле пластиковые электрические чайники, которые мы обычно покупаем, не полностью сделаны из пластика. В настоящее время все пластиковые электрические чайники, купленные на рынке, изготовлены из пластика, используемого в корпусе, но внутренний бак из нержавеющей стали по-прежнему используется внутри, и когда мы используем пластиковый электрический чайник для кипячения воды, потому что температура внутреннего бака из нержавеющей стали очень высока после того, как пластиковый корпус нагревается до определенной степени, будет запах. Небольшое количество этого запаха не будет вредным для человеческого организма.
В то же время присутствует сильный раздражающий запах, указывающий на то, что сохранение тепла во внутреннем баке плохое, и что-то не так с качеством приобретаемого вами электрочайника. В течение длительного времени, если защитное устройство сломано, его легко сжечь или загореться.
Нагреватель электрического чайника расположен близко к дну чайника, чтобы нагревательный элемент был полностью погружен в воду и все выделяемое тепло поглощалось водой. И горячая вода идет вверх, холодная вода естественно опускается. она циркулирует естественным образом, вода скоро закипит. Это может сэкономить электроэнергию и улучшить скорость преобразования.
Варианты нагрева — чайник
Не можете определить способ нагрева?
На крупных коммерческих пивоваренных заводах пар является практически единственным жизнеспособным источником тепла. Однако с быстрым расширением небольших крафтовых пивоварен теперь широко используются другие менее дорогие альтернативы, такие как нагреватели прямого нагрева и электрические нагреватели.
Паровой нагрев — рекомендуется для пивоварен на 15 баррелей и более
Паровой нагрев почти повсеместно признан предпочтительным методом нагрева, когда стоимость не имеет значения.
Пар хорошо распределяет тепло по корпусу резервуара и обеспечивает быструю и эффективную передачу тепла. Кроме того, пар можно использовать для оборудования по всему пивоваренному заводу, например, для мойки бочонков и резервуаров для горячих напитков. Недостатком пара могут быть дополнительные расходы, в частности затраты на установку, получение разрешений, техническое обслуживание и обучение. Кроме того, безопасность является проблемой для всех методов нагрева, но может быть особенно важна для котла и паропроводов. Craft Kettle рекомендует использовать котлы с низким уровнем выбросов NOx во всех установках. Низкий уровень NOx требуется по закону в нескольких штатах.
Варочный цех с прямым нагревом на 3,5 барреля, созданный Craft Kettle
Газовый — рекомендуется для пивоварни на 3,5–15 баррелей в варочном цеху
газовая горелка, установленная снаружи котла, чтобы направлять пламя с принудительной подачей воздуха на дефлекторную пластину или диффузор внутри полностью закрытой топки под котлом.
Эта конструкция значительно снижает риск подгорания и обеспечивает более точное управление и скорость изменения температуры котла, аналогичную паровой (некоторые поставщики называют эту конструкцию «косвенным огнем»). Горелки с принудительной подачей воздуха эффективны, относительно безопасны и универсальны. Craft Kettle рекомендует горелки с низким уровнем выбросов NOx для всех установок. Низкий уровень NOx требуется по закону в нескольких штатах.
Электрический – не рекомендуется
Трудно сварить хорошее пиво с электрическими нагревательными элементами. Электрические чайники печально известны медленным изменением температуры, подгоранием продуктов и трудностями в очистке — все это продлевает и усложняет ваши дни заваривания. Основная проблема с электрическими элементами заключается в том, что они локализуют источник тепла, который вы используете для нагрева сусла. Кроме того, мы хотим, чтобы сусло в вашем чайнике быстро закипало, поэтому нам нужно увеличить количество электроэнергии, подаваемой в систему.