Лучевая разводка системы отопления: плюсы и минусы лучевой разводки для многоквартирного дома

Тёплый пол

Теплый пол в тандеме с коллектором

Это отдельный вид отопления в одну трубу. В таком отоплении разводка труб отопления осуществляется по полу, а затем контур заливается слоем стяжки. Принцип действия заключается в том, что трубы равномерно прогревают стяжку, а та, в свою очередь, отдает тепло в помещение. При этом есть весомые преимущества:

• дома всегда теплые полы. Можно ходить босиком круглый год и не надо стелить ковров;
• температура внизу выше, чем вверху. Если пользоваться обычными радиаторами, то под потолком значительно теплее, чем на уровне пола;
• возможность регулировать температуру пола;
• нет батарей, что, несомненно, является преимуществом для любого интерьера.

Разводка системы отопление в одну трубу, схема:

• улитка;
• змейка.

Схема «улитка» более распространена и предполагает скручивание трубы по периметру комнаты от стен к центру. При этом нет резких поворотов, которые могли бы замедлять циркуляцию. Схема «змейка» подразумевает прокладывание контура от одной стены к другой, при этом теплоноситель постоянно меняет направление движения на 180 градусов.

На что следует обратить внимание при монтаже:

• под контур нужно проложить гидробарьер и отражающую изоляцию, чтобы тепло поднималось только вверх;
• расстояние между трубами должно быть одинаковым, чтобы пол прогревался равномерно;
• слой стяжки должен быть не менее 5 см, иначе она может потрескаться.

Также нельзя делать разрывов в теплом полу. Он выполняется из сплошного отрезка.

Тёплый плинтус

Плинтусная разводка труб отопления – это новинка, позаимствованная у наших американских друзей. Сначала давайте разберемся, что это за зверь. В качестве радиаторов выступают две медные трубы, соединённые перемычками. Благодаря этим ребрам увеличивается площадь теплоотдачи. Они устанавливаются по всей длине стен. Их конструкция позволяет отрезать элементы любой длины. Чтобы освободить торцы труб нужно снять несколько соединительных пластин. Они не закреплены и достаточно легко снимаются.

Бывают:

• водяными – по принципу обычного водяного отопления в теплых плинтусах циркулирует вода;
• электрическими – в трубы вставляются тэны, которые и являются основным нагревательным элементом.

Тёплый плинтус

Разводка отопительных труб с ребрами осуществляется в коробах. Что характерно, на крышке короба наклеена фольга и доступ воздуха к теплому контуру практически отсутствует. Возникает справедливый вопрос о том, как же тогда этот теплый плинтус греет помещение. Суть в том, что он работает совсем по иному принципу, нежели привычные батареи. Радиаторы греют воздух и если их закрыть плотным экраном, то нарушится конвекция и количество тепла в помещение будет меньшим. Учитывайте это при декорировании бата

. Теплопроводность жидких металлов.

1. Введение. Литье металлических предметов, например, из стали или алюминия, подвержено дефектам и дефектам литья. Следовательно, в большинстве современных производственных процессов компьютерное моделирование выполняется для уменьшения дефектов и недостатков, а также в целом для оптимизации производственных процессов.Преимущества такого моделирования часто ограничены недостаточным или отсутствующим доступом к экспериментально полученным данным. Особенно интересна жидкая фаза металлов и сплавов, так как такие процессы производства, как, например, литье, естественным образом происходят в жидкой фазе.

Термин теплофизические свойства включает в себя различные свойства: теплопроводность, температуропроводность, тепловое расширение объема, теплоемкость, плотность, вязкость и так далее. Многие из этих свойств важны в промышленных процессах; однако это теплопроводность, точнее, теплопроводность жидких металлов и сплавов, которые будут обсуждаться в этой главе.

Естественно, число экспериментальных методов для измерения желаемых величин, которые были разработаны в течение последних десятилетий, многократно. Целью данной работы является дать краткий обзор наиболее распространенных или практических методов в разделе 2, но лишь немногие из этих методов подходят для проведения измерений в жидкой фазе. Эти методы будут освещены в разделе 2.

В группе по термо- и металлфизике в Технологическом университете Граца проводятся быстрые эксперименты с импульсным нагревом для измерения теплофизических свойств жидких металлов и сплавов.Закон Видемана-Франца применяется для расчета температуропроводности и теплопроводности по измеренным величинам. Эти упомянутые расчеты кратко объяснены в Разделе 3, а используемый экспериментальный аппарат описан в Разделе 4.

2. Обзор методов измерения теплопроводности жидких металлов

В принципе, существует три различных класса методов измерения:

• Методы устойчивого состояния

• Методы нестационарного состояния

• Методы переходного режима

Однако не всегда так просто классифицировать определенный метод.В частности, различие между нестационарными методами и переходными методами может быть сложной задачей.

Методы устойчивого состояния определяются как методики, в которых градиент температуры остается постоянным по всему образцу. Эти методы требуют точного контроля температуры на протяжении всего эксперимента, чтобы свести к минимуму эффекты конвекции, чего особенно трудно достичь для металлов с высокими температурами плавления.

Методы переходного процесса и методы нестационарного состояния используют очень короткие временные рамки для завершения измерений до того, как конвекция сыграет свою роль.Методы с нестационарным состоянием достигают этих условий благодаря очень высоким скоростям нагрева до 1000 Ks ^-1 с довольно большими градиентами температуры более 100 K.

Градиент температуры в переходных методах значительно ниже (порядка 5 K), чем в нестационарных методах, что сводит к минимуму возможность возникновения конвективных эффектов при измерениях. В недавней истории переходные методы приобретают все большее значение и начинают заменять методы нестационарного состояния.

2.1. Методы установившегося состояния

2.1.1. Метод осевого теплового потока

Известный тепловой поток q подается на один конец образца и рассеивается на другом конце радиатором. Теплопроводность может быть рассчитана как

λ = qA Δ ΔzΔTE1

, где q — приложенный тепловой поток, A — поперечное сечение образца, а ΔzΔT — обратный градиент температуры в двух точках zq и z ₂ .

Следовательно, условия для определения теплопроводности с помощью этого метода — это определение геометрии A и Δ z , гарантия того, что тепловой поток является однонаправленным, измерение теплового потока q, и измерение температуры как минимум две точки zq и z2 (обычно термопары).

Хотя этот метод в основном предназначен для твердых материалов, он может использоваться на различных жидких металлах с низкой температурой плавления, таких как ртуть, свинец, индий и галлий [1].

Диапазон температур составляет 90–1300 К, а точность в этом диапазоне оценивается в диапазоне от ± 0,5 до ± 2% [2].

2.1.2. Метод радиального теплового потока

Другим методом измерения теплопроводности как твердых, так и жидких материалов является метод концентрических цилиндров.

Твердый образец помещается между двумя концентрическими цилиндрами, и известный тепловой поток подается, пропуская нагреватель через внутренний цилиндр.Внешний цилиндр охлаждается водой для обеспечения градиента температуры между двумя цилиндрами.

Разность температур между датчиками температуры (часто термопары) в двух цилиндрах определяется, когда достигается устойчивое состояние. Зная радиусы двух цилиндров и их длину, теплопроводность можно рассчитать по формуле:

λ = qL ∙ lnr2r12 ∙ π 1 T1 − T2E2

, где q — приложенный тепловой поток, L — длина цилиндры, r ₁ как радиус внутреннего цилиндра, r ₂ как радиус внешнего цилиндра и T ₁ и T ₂ как соответствующие температуры.

Более подробное объяснение этого метода можно найти в [2].

Способ может быть адаптирован для жидких металлов путем предоставления контейнера для жидкого образца между двумя концентрическими цилиндрами. Помимо этого контейнера, принцип измерения остается неизменным для образцов жидкого металла.

Метод радиального теплового потока работает в диапазоне температур 4–1000 К, и неопределенность этого метода оценивается примерно в ± 2% [3].

2.2. Методы прямого нагрева

Термин «метод прямого электрического нагрева» обобщает все те методы измерения, при которых образец нагревается путем пропускания через него тока без дополнительной печи.Примером такого метода, но динамическим, а не устойчивым методом, является метод омического импульсного нагрева, который будет обсуждаться позже в этой главе.

Поэтому методы прямого электрического нагрева ограничены образцами, которые являются достойными электрическими проводниками. Форма образцов может варьироваться от проводов, стержней, листов до трубок. Преимущество таких методов, с одной стороны, — отсутствие печи и, во-вторых, возможность одновременного измерения множества теплофизических свойств.

Методы прямого нагрева позволяют достигать высоких температур около 4000 К и поэтому подходят для измерения теплопроводности в жидкой фазе металлов с высокими температурами плавления.

2.2.1. Охраняемая горячая плита

В этом стационарном методе используются две пластины с регулируемой температурой, которые помещают твердый образец в форме диска. Нагрев одной пластины при одновременном охлаждении другой генерирует равномерно распределенный тепловой поток через образец, достигая постоянной температуры на каждой пластине.Методика рассматривается как метод установившегося режима с высочайшей точностью.

Охраняемое устройство с горячей плитой может быть изготовлено в одностороннем или двухстороннем режиме. При работе в двухстороннем режиме имеется всего три пластины, а также два образца: плита центрального нагревателя вместе с двумя охлаждающими пластинами, расположенными между двумя образцами. Падение температуры на двух образцах измеряется с помощью термопар, которые находятся на расстоянии L . Затем можно определить теплопроводность:

λ = q ∙ L2 2 A ΔTE3

, где q — тепловой поток через образец, A — поперечное сечение, L — пространственное расстояние между двумя термопары, а Δ Т — это разность температур.

В одностороннем режиме снимается одна из охлаждающих пластин, а также второй образец. Поэтому градиент температуры в одном направлении исчезает, что приводит к потере фактора 2 в формуле. (3)

λ = q ∙ LA ∙ ΔTE4

Экспериментальная установка и расчет теплопроводности более подробно объяснены в [4].

Коммерчески доступный аппарат с защищенной горячей плитой (GHP), такой как NETZSCH GHP 456 Titan [5], работает в диапазоне температур 110–520 K и обеспечивает точность ± 2%.

Следует отметить, что метод GHP применим только для твердых образцов и не является подходящим методом для определения теплопроводности тугоплавких металлов.

2.2.2. Калориметрический метод

Калориметрический метод является прямым измерением закона Фурье. Он состоит из источника нагрева (обычно SiC или MoSi ₂ элементов) и плиты SiC для распределения температурного градиента. Образец окружен двумя изолирующими защитными блоками, которые, как и образец, находятся в тепловом контакте с водоохлаждаемой медной основой.Как следует из названия, центральной частью системы является калориметр, который окружен охранниками. Устройство спроектировано таким образом, что тепловой поток в калориметр является одномерным.

Две термопары, которые разнесены на расстояние L и расположены вертикально друг к другу, заключены в образец, и измерена разница температур T ₂ — T ₁ между ними.

Теплопроводность может быть определена как

λ = dqdt ∙ LAT2-T1E5

, где A — это поперечное сечение калориметра, L — это расстояние между двумя термопарами, dqdtas скорость теплового потока в калориметр и Т ₂ — Т ₁ как разность температур между двумя термопарами.

2.3. Переходные методы

2.3.1. Метод переходной горячей проволоки и переходной горячей полосы

Простая экспериментальная схема и короткое время измерения обеспечивается с помощью переходной горячей проволоки (THW) наряду с методом переходной горячей полосы (THS).

Метод переходной горячей проволоки чаще всего используется для измерения теплопроводности λ и температуропроводности a . Провод с электрическим подогревом, который действует как самонагревающийся термометр, помещается в материал и распределяет радиальный тепловой поток в образец.Сам образец служит теплоотводом для системы, в то время как провод функционирует в качестве источника тепла, а также обеспечивает механизм для измерения свойств теплопереноса из-за зависящего от температуры падения напряжения вдоль провода. Решение фундаментального уравнения теплопроводности дает

ΔTrt = q4 ∙ π λ λ ln4 ∙ a ∙ tr2 ∙ eγ, E6

с q подвод тепла на единицу длины провода, r радиус провода a температуропроводность, γ постоянная Эйлера, t время и λ, конечно, теплопроводность.

Подробное объяснение этого метода для определения теплопроводности дано в [6, 7].

Метод переходной горячей полосы (THS) дополнительно улучшает метод THW. Вместо проволоки в качестве источника тепла и измерительного устройства используется тонкая полоска металлической фольги. Металлическая фольга обеспечивает большую поверхность, а также меньшую толщину, чем нагретая проволока, что приводит к меньшей плотности теплового потока и, следовательно, к меньшему сопротивлению теплового контакта с образцом.

Хотя метод THW применим только к жидкостям и некоторым твердым веществам, которые можно обернуть вокруг нагревательного провода таким образом, чтобы тепловое сопротивление было достаточно низким, метод THS — это метод перехода к измерениям твердых тел.

Примечание: данная работа посвящена методам измерения теплопроводности жидкостей. Измерения THS также проводятся на газах (см. [8]).

В Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) в Брауншвейге была разработана обновленная версия метода THS и THW, метода переходного горячего моста. В этом методе в общей сложности восемь полос развертываются таким образом, что они образуют мост Уитстона, обеспечивая эффективную тепловую и электрическую самокомпенсацию [9].

Сообщалось о неопределенности метода THW (e.(см. [10]) для определения теплопроводности ± 5,8%. Тем не менее, метод также был описан как еще более точный [11], с погрешностью менее ± 1% для газов, жидкостей и твердых веществ. При максимальной температуре около 1000 К этот метод подходит только для легкоплавких металлов.

2.3.2. Метод 3ω

Метод 3ω восходит к работе, проделанной Кэхиллом [12] в 1987 году. Этот метод имеет сходство с техникой THS и THW, поскольку он также использует один элемент в качестве источника тепла и термометр.Хотя методы THS и THW измеряют температуру в зависимости от времени, технология 3ω записывает амплитуду и фазу сопротивления в зависимости от частоты возбуждения.

Чаще всего он используется в качестве метода измерения теплопроводности твердых веществ или жидкостей, но был усовершенствован и также применим для тонких пленок [12, 13]. Проводящий провод распределяется по образцу и через него подается переменное напряжение с частотой ω . Из-за электрического сопротивления образец нагревается, что приводит к изменению температуры.Частота изменения температуры составляет 2ω. Произведение колебаний сопротивления 2ω и частоты возбуждения ω дает напряжение частоты 3ω, которое измеряется и отвечает за название 3ω метода.

Измеряя напряжение 3ω на двух частотах f1 и f2 , теплопроводность составляет

λ = V3lnf2 / f14 π ∙ l ∙ R2V3,1 − V3,2dRdTE7

с напряжением V3,1the 3ω на частоте f ₁ , V3,2 3ω напряжения на частоте , f2 и R , среднее сопротивление металлической линии длиной l .

В первоначальной работе Кэхилла [13] температурный интервал метода 3ω составляет 30–750 К, что не подходит для высокоплавких металлов. Этот метод часто применяется к наножидкостям, и в публикациях указывается неопределенность около ± 2% [14].

2.3.3. Метод лазерной вспышки

В соответствии с методом лазерной вспышки (LFM) измеряемой величиной является температуропроводность, а не теплопроводность. Теплопроводность, однако, может быть определена с учетом удельной теплоемкости, а также плотности образца.

λT = aT ∙ ρT ∙ cPT, E8

с a (T ) температуропроводностью, ρ ( T ) плотностью и c _P ( T ) удельная теплоемкость ,

В LFM образец подвергается воздействию лазерного импульса высокой интенсивности на одной поверхности, который генерирует тепло на указанной поверхности. На задней поверхности, которая не подвергается воздействию лазерного импульса, инфракрасный датчик обнаруживает сигнал повышения температуры из-за переноса тепла через образец.

Для адиабатических условий температуропроводность может быть получена как

a = 0.1388l2t0,5, E9

с л, толщины образца и т, , _{, 0,5} , время при 50% повышения температуры.

LFM, как представлено Parker et al. [15], был удобным методом для определения температуропроводности и и теплопроводности твердых частиц при умеренных температурах. С тех пор этот метод был усовершенствован и применим в широком диапазоне температур, примерно до 2500 ° C.

В 1972 году Schriempf [16] применил LFM для определения температуропроводности жидких металлов при высоких температурах.Жидкий металл должен быть помещен в подходящий контейнер, чтобы организовать правильную установку. Проблемы возникают для жидкостей с низкой теплопроводностью. Когда теплопроводность образца того же порядка, что и у контейнера, это приводит к неуловимому тепловому току через контейнер. Поэтому в [17] было предложено не вставлять жидкий образец в контейнер, а поместить его между металлическим диском, на который воздействует лазерный импульс.

Коммерчески доступное лазерное импульсное устройство, такое как NETZSCH LFA 427 [18], работает в диапазоне температур от -120 до 2800 ° C, в зависимости от печи, и поэтому применимо и для металлов с более высокой температурой плавления.

Кашниц [19] оценивает погрешности теплопроводности для LFM в диапазоне от ± 3 до ± 5% в твердой фазе и от ± 8 до ± 15% в жидкой фазе.

Хей [20] провел оценку неопределенности для своего аппарата в Бюро национальной метрологии (БНМ) и заявил, что оценки неопределенности составляют от ± 3 до ± 5%.

Hohenauer [21] провели оценку неопределенности своего лазерного импульсного устройства и заявили о расширенной неопределенности с измерением температуропроводности в диапазоне температур от 20 до 900 ° C из 3.98%.

3. Расчеты по закону Видемана-Франца

В некоторых случаях более целесообразно измерять электрическую проводимость и удельное электрическое сопротивление. Перенос тепла и, следовательно, теплопроводность через металл или сплав требуют носителей. Следует различать компонент λe теплопроводности, обусловленной электронами, и λl , который является вкладом решетки, обусловленным фононами. Естественно, что для жидких металлов и сплавов в теплопроводности преобладает электронный вклад.Тогда общая теплопроводность будет суммой составляющих λ = λe + λl.

Теплопроводность жидкого алюминия была исследована в Технологическом университете Граца. Здесь единственное рассмотрение электронного вклада дало многообещающие результаты для жидкой фазы [22]. Подробный вывод решеточного вклада в теплопроводность можно найти в работе Клеменса [23].

Пример, когда вклад в решетку необходимо учитывать при расчете теплопроводности для сплава Inconel 718, приведен в [24].

Закон Видемана-Франца гласит, что для проводящих металлов электронная составляющая теплопроводности λeis

λe = L0TρTE10

с ρT зависимым от температуры удельным электрическим сопротивлением и L = π23 · кБ / e2 = 2,45 × 10−8 Вт · Ом · K − 2 (теоретическое) число Лоренца.

Учитывая тепловое расширение, зависящей от температуры электрического удельного сопротивления

ρT = ρIGdT2d02, Е11

с г ₀ диаметра при опорной температуре (при комнатной температуре), ρIGthe электрического сопротивления при начальной геометрии и г ( Т ) диаметр при повышенной температуре Т .Поэтому для расчета теплопроводности необходимо также измерять тепловое расширение объема.

Оценку температуропроводности и ( T ) можно найти по

aT = L0 ∙ TcpT ∙ DT ρρTE12

с cpT теплоемкостью и D ( T ) в зависимости от температуры плотность. С установкой омического импульсного нагрева в Технологическом университете Граца (как будет объяснено далее в этой работе) обеспечивается радиальное продольное расширение (см., Например,г., [25]). Учитывая уравнение (12) и радиальное расширение дает

aT = L0 ∙ TcpT ∙ DT ∙TT = L0 ∙ TcpT ∙ D ∙ 0ρIGE13

при D ₀ плотности при комнатной температуре.

Таким образом, уравнения. (10) и (12) позволяют нам определять теплопроводность и температуропроводность из экспериментов по омическому импульсному нагреву и предоставлять результаты, которые находятся в том же диапазоне, что и результаты измерений лазерной вспышки, как показано в сопоставлениях температуропроводности NPL — отчет CBTLM S30 [26].С отклонением всего в 3% наши результаты были значительно ближе к среднему определенному.

Экспериментальная установка в Технологическом университете Граца описана в следующем разделе.

4. Измерения в Технологическом университете Граца

В экспериментах с омическим импульсным нагревом электропроводящий образец нагревается путем пропускания через него большого импульса тока. Из-за удельного сопротивления материала образец нагревается от комнатной температуры до температуры плавления и далее через жидкую фазу до температуры кипения в течение примерно 50–70 мкс.

Образец обычно имеет форму проволоки диаметром от нескольких сотен микрометров до нескольких миллиметров, прямоугольной формы для материалов, которые нельзя вытягивать в проволоку, фольгу или трубы. Вследствие узких временных рамок, в которых проводятся эти эксперименты, жидкая фаза не разрушается из-за гравитационных сил, что позволяет исследовать всю жидкую фазу вплоть до точки кипения. Кроме того, можно считать, что образец не находится в контакте с окружающей средой, что делает эксперимент методом без контейнера.

4.1. Установка

Типичный эксперимент с импульсным нагревом состоит из следующих частей: накопитель энергии (в основном конденсатор или батарея) с зарядным устройством, главный коммутационный блок (например, высоковольтные трубки зажигания с парами ртути) и экспериментальная камера с окна для оптической диагностики и возможность поддержания контролируемой окружающей атмосферы. Эксперименты с импульсным нагревом в основном проводятся в инертной атмосфере, например в азоте или аргоне, при атмосферном давлении или в вакууме.Настройка устройства импульсного нагрева в Технологическом университете Граца представлена ​​на рисунке 1.

Рисунок 1.

Схематическая экспериментальная установка. HG: высоковольтный источник питания; S: переключатель для загрузки конденсаторной батареи C; RCROW: ломовой резистор; IG1: основной игнитрон; IG2: лом-игнитрон; RV: согласующий резистор; RC, LC, RS, LS: сопротивление и индуктивность цепи и / или образца; R1-R4: делители напряжения; KE1, KE2: ножевые зонды; ПП: проба Пирсона; DC: разрядная камера; PY: пирометр; L: линза; IF: интерференционный фильтр; F: волокно; D: фотодиод; A: усилитель; PG: генератор импульсов; AD: аналого-цифровой преобразователь; ПК: персональный компьютер; I, UHOT, UCOLD, J: сигналы измерения тока, напряжений и интенсивности излучения; PSG: генератор поляризационных состояний; PSD: детектор состояния поляризации; LWL: легкая проводная линия.

Установка была подробно объяснена в предыдущих публикациях [27, 28, 29].

4.2. Измерение тока и напряжения

Импульс тока, которому подвергается образец, измеряется с помощью индукционной катушки (Pearson Electronics, Model Number 3025). Чтобы измерить падение напряжения, два образца молибденовых ножей прикреплены к образцу. Падение напряжения относительно общего заземления измеряется для обоих ножей напряжения, что позволяет измерять падение напряжения между двумя точками контакта образца и соответствующими ножами напряжения (рис. 2).

Рисунок 2.

Типичные необработанные измерительные сигналы эксперимента по омическому импульсному нагреву, выполненного на Иридиуме. Черная линия и красная линия — это сигналы напряжения, зеленая линия — текущий сигнал, а синяя линия — сигнал пирометра. Обратите внимание, что температура солидуса (TS) и температура ликвидуса (Tl) видны не только в сигнале пирометра, но и в сигналах напряжения.

4.3. Измерение температуры

Быстрый пирометр обеспечивает определение температуры.Пирометр измеряет спектральное сияние поверхности образца, из которого температура может быть рассчитана по закону Планка.

Lλ, BλT = c1π ∙ λ5 ∙ 1ec2λ ∙ T − 1, E14

с Lλ, BλT излучение, излучаемое черным телом при температуре T и длине волны λ и двух константах излучения c1 = 2π ∙ h ∙ c2 и c2 = h ∙ ckB ( h — постоянная Планка, c — скорость света и kB — постоянная Больцмана). Нужно учитывать, что почти нет реального материала, идеального черного тела.Отклонение от излучения черного тела учитывается излучательной способностью ε (λ, T) . Следовательно, отношение излучения, испускаемого реальным материалом, составляет

LλλT = ελT ∙ Lλ, BλT.E15

. Следует также отметить, что измеренное количество пирометра представляет собой сигнал напряжения UPyro (T) , который зависит от геометрии измерения, передачи оптической измерительной установки, ширины спектрального диапазона и чувствительности детектора. При суммировании большинства температурно-независимых величин в константе C , сигнал пирометра равен

UPyroT = C ∙ ελT ∙ ec2λ ∙ T − 1−1E16

4.4. Коэффициент температуропроводности и теплопроводности

С полученными значениями зависящего от времени тока I (t) , зависящего от времени падения напряжения U (t) , радиус образца r ( t ) и для поверхностного излучения L (t) теперь можно рассчитать требуемые тепловые свойства, т.е. теплопроводность λ (T) , коэффициент температуропроводности a (T) , а также удельную теплоемкость сП (Т) ). Это было кратко показано во втором разделе этой главы и подробно обсуждается в [30, 31].

Данные по твердой фазе, а также по жидкой фазе устанавливаются линейно (для твердой фазы) и квадратично (для жидкой фазы). В наших публикациях (например, [22]) мы приводим коэффициенты для линейных подгонок, а также оценки неопределенности. Схематические данные, представленные в этой главе, относятся к алюминию; следовательно, температурный диапазон довольно низок. С помощью устройства омического импульсного нагрева также можно исследовать легкоплавкие металлы, такие как вольфрам, ниобий и тантал.

На рисунках 3 и 4 показаны типичные результаты определения теплопроводности и температуропроводности с помощью устройства омического импульсного нагрева для алюминия.

Рисунок 3.

Результаты определения теплопроводности для алюминия. Данные взяты из [22].

Рисунок 4.

Результаты определения температуропроводности алюминия. Данные взяты из [22].

Данные показывают твердую фазу (до 900 К) и жидкую фазу (до 1500 К). Теплопроводность в этом случае может быть квадратично установлена ​​с положительным наклоном в жидкой фазе.

4.5. Неопределенность для метода омического импульсного нагрева

Неопределенности были оценены согласно GUM [32] с коэффициентом покрытия k = 2 (95%).

Неопределенности для теплопроводности λT для алюминия были оценены ± 6% в твердой фазе и ± 5% в жидкой фазе. Неопределенности для температуропроводности a (T) для алюминия были оценены в ± 8% в твердой фазе и ± 5% в жидкой фазе. Смотрите также [22].

5. Выводы

В этой главе был рассмотрен ряд общих методов определения теплопроводности жидких металлов. Эти методы могут быть классифицированы на устойчивые, нестационарные и переходные методы.Однако не все рассмотренные методы подходят для жидкой фазы тугоплавких металлов.

В заключение этой главы приведены методы, которые подходят для определения теплопроводности тугоплавких металлов в жидкой фазе.

Метод лазерной вспышки (LFM) применим также для тугоплавких металлов, так как температурный диапазон составляет от -120 до 2800 ° C. Неопределенности для этой методики измерения колеблются от ± 3 до ± 15% [16, 17, 18, 19].

Другим подходящим методом для определения теплопроводности даже тугоплавких металлов в жидкой фазе является метод омического импульсного нагрева в сочетании с законом Видемана-Франца. Этот метод может легко достигать температуры около 4000 К и выше и поэтому подходит для всех тугоплавких металлов (металл с самой высокой температурой плавления — вольфрам с 3695 К). Неопределенности для теплопроводности для алюминия были оценены ± 6% в твердой фазе и ± 5% в жидкой фазе [22].

Особенно в жидкой фазе, где вкладом решетки в определении теплопроводности можно пренебречь, метод омического импульсного нагрева оказался очень точным. Это было показано в сравнении с измерениями лазерной вспышки в [26].

Важные замечания по основным системам распределения

Основные (распределительные) устройства подачи

Первичная распределительная система — это часть электрической распределительной системы между распределительной подстанцией и распределительными трансформаторами. Он состоит из цепей, называемых первичных фидеров или распределительных фидеров .

Эти фидеры включают в себя основной или основной фидер первичного фидера, обычно трехфазный, четырехпроводный, а также ответвления или ответвления, которые могут быть как трехфазными, так и однофазными.

Они отводятся от основной сети фидера, как показано на схеме упрощенного фидера распределения на рис. 1. Типичный фидер распределения питания обеспечивает питание как для первичной, так и для вторичной цепей.

Рисунок 1 — Упрощенная схема устройства подачи электроэнергии

В первичных цепях системы, трехфазные, четырехпроводные, многозаземленные системы общего нейтрали, такие как 12,47Y / 7,2 кВ , 24,9Y / 14,4 кВ и 34,5Y / 19.92 кВ , используются почти исключительно. Четвертый провод этих Y-соединенных систем является нейтральным и заземлен во многих местах как для первичных, так и для вторичных цепей.

Однофазные нагрузки обслуживаются распределительными трансформаторами с первичными обмотками, которые подключены между фазным проводником и нейтралью. Трехфазные нагрузки могут питаться трехфазными распределительными трансформаторами или однофазными трансформаторами, соединенными для формирования трехфазного блока. Первичные системы обычно работают в диапазоне 15 кВ, но более высокие напряжения получают признание.

Основная магистраль фидера обычно секционируется путем повторного включения устройств, расположенных в разных местах вдоль фидера. Такое расположение сводит к минимуму степень первичной цепи, которая выводится из строя в случае неисправности. Таким образом, повторное использование этих устройств ограничивает отключение наименьшего числа возможных клиентов. Это может быть достигнуто путем согласования всех предохранителей и реклоузеров на основной магистральной линии.

На приведенной выше блок-схеме, рис. 1, напряжение распределительной подстанции составляет 12.47 кВ между линиями и 7,2 кВ между линиями и нейтралью (условно записано как 12,470Y / 7200 В ). Тем не менее, наблюдается тенденция к повышению первичных четырехпроводных распределительных напряжений в диапазоне от 25 кВ до 35 кВ . Однофазные фидеры, например, обслуживающие жилые районы, подключены к нейтрали в четырехпроводных системах.

Увеличивается использование подземных первичных фидеров, которые являются радиальными трехпроводными кабелями. Они обслуживают городские районы, где нагрузка высока, особенно в жаркие летние месяцы, а также новые жилые комплексы в пригороде.Оба фактора стоимости и важность надежности для обслуживаемых клиентов влияют на проектирование первичных систем.

Системы радиального и петлевого распределения //

Сравнение

Самая простая и наименее дорогая (а также наименее надежная) конфигурация — это система радиального распределения , показанная на (рис. 2а, ), поскольку она зависит от одного источника питания.

Упрощенные схемы основных электрических распределительных систем: (а) радиальная и (б) петля

Несмотря на свою более низкую надежность , радиальные системы остаются наиболее экономичными и широко используемыми распределительными системами для обслуживания домов, потому что отключение электричества там с меньшей вероятностью будет иметь серьезные экономические или общественные последствия для безопасности.

В качестве защиты от перебоев в работе большинство утилит планируют свои системы распределения так, чтобы в случае возникновения таких событий у них была резервная копия. Целью всех электрических распределительных систем является экономичная и безопасная поставка адекватной электроэнергии для обслуживания электрических нагрузок.

Надежность первичного устройства подачи можно повысить с помощью установки системы распределения по контуру, как показано на Рисунок 2b .

В петлевых системах фидер, который происходит от одного источника питания, «проходит» через зону обслуживания и несколько подстанций, прежде чем завершить работу на исходной подстанции или другом источнике питания.Стратегическое размещение выключателей на подстанциях позволяет электроснабжению обеспечивать потребителей в любом направлении.

В случае сбоя одного источника питания, переключатели открываются или закрываются, чтобы подключить альтернативный источник питания.

Системы контуров обеспечивают лучшую непрерывность обслуживания, чем радиальные системы , с короткими перерывами в обслуживании во время переключения. Однако они дороже радиальных систем из-за дополнительных требований к коммутационному оборудованию.В результате системы контура обычно строятся для обслуживания коммерческих и легких промышленных зданий и торговых центров , где перебои в подаче электроэнергии с большей вероятностью могут угрожать жизни людей или приводить к потерям имущества.

Надежность и качество обслуживания могут быть значительно улучшены при еще более высокой стоимости с использованием схемы параллельных цепей . В этих системах две или более цепей подключены на каждой подстанции. Цепи могут быть радиальными или могут заканчиваться вторым источником питания.Эти взаимосвязи позволяют снабжать каждую цепь многими различными подстанциями.

Ссылка: Справочник по электрическим деталям конструкции // Второе издание — Neil Sclater; Джон Э. Трейстер (Купить электронную книгу)

,

Вентилятор с радиальным рекуператором тепла пассивного дома

Описание продукта

Вентилятор с радиальным теплообменником пассивного дома

Вентиляция с рекуперацией энергии (ERV) — это процесс регенерации энергии, состоящий в обмене энергией, содержащейся в нормально истощенном здании или воздушном пространстве, и использовании его. для обработки (предварительного кондиционирования) поступающего наружного вентиляционного воздуха в жилых и коммерческих системах отопления, вентиляции и кондиционирования. В теплое время года система предварительно охлаждает и осушает, а в более прохладное время года увлажняет и предварительно нагревает.Преимущество использования рекуперации энергии заключается в способности соответствовать стандартам вентиляции и энергии ASHRAE, одновременно улучшая качество воздуха в помещениях и уменьшая общую производительность оборудования HVAC.

Новый вентилятор с рекуперацией энергии Eco-Smart HEPA соответствует стандарту ERP 2018.

Встроенный энергосберегающий двигатель BLDC, фильтр F9, высокоэффективный энтальпийный теплообменник. Идеальное решение для вентиляции жилых и легких коммерческих проектов.

Свежий свежий воздух + рекуперация энергии, снижение эксплуатационных расходов системы охлаждения или отопления

Характеристика:

1) Энергосберегающий двигатель BLDC, управление 10 скоростями

2) Высокая энтальпия эффективности рекуперация тепла, более комфортный климат в помещении

3) Фильтр G3 + F9, эффективность более 96% для фильтрации твердых частиц из 2.От 5 до 10 мкм

4) Интеллектуальная система управления, дополнительная функция контроля CO 2 и влажности, доступно внешнее управление и BMS-контроль

5) Имеется сигнализация с двумя фильтрами, сигнализация таймера или другой датчик давления

6) Автоматический байпас, интеллектуальное управление по температуре наружного воздуха

Руководство по выбору

1. Выберите правильные типы установки в зависимости от конструкции здания

2. Определите требуемый поток свежего воздуха в соответствии с использованием, размером и количеством человек

3.Выберите правильные характеристики и количество в соответствии с определенным потоком свежего воздуха

Пример

Площадь компьютерного помещения составляет 60 кв. Метров (S = 60), высота нетто составляет 3 метра (H). = 3), и в нем 10 человек (N = 10).

Если он рассчитывается в соответствии с «Личным потреблением свежего воздуха» и предполагается, что: Q = 70, результат равен

Q1 = N * Q = 10 * 70 = 700 (м3 / ч)

Если он рассчитывается в соответствии с «Воздухом в час» и предположим, что: P = 5, результат равен

Q2 = P * S * H ​​= 5 * 60 * 3 = 900 (м3)

Поскольку Q2> Q1, Q2 лучше для выбора единицы.

Что касается специальной промышленности, такой как больницы (хирургия и специальные комнаты для престарелых), лаборатории, мастерские, требуемый поток воздуха должны быть определены в соответствии с соответствующими правилами.

Установка:

.