Как определить тепловую мощность печки?

[lunatik-1]

mmcl200

3:1

[lunatik-1]

Яковлев Алексей

Мой коллега постом выше выразил суть задачи более верно !

[doka]

Яковлев Алексей

землякам салют!

[Яковлев Алексей]

землякам салют!

Симметрично рад видеть здесь земляков

[Яковлев Алексей]

ему надо знать сколько тепла снимается водяной рубашкой реактора с единицы топлива за единицу времени. и все. для этого надо сжечь (условно) 100 грамм мазуты и посмотреть на сколько нагреется вода постоянного объема за фиксированный промежуток времени. теплопотерями вокруг тепловой рубашки можно пренебречь.

Для этого нужен контроль за уровнем топлива в расходном баке реактора. Нужно разметить расходный бак двумя метками. При снижении уровня топлива в расходном баке от верхней метки до нижней из расходного бака должно удаляться контрольное количество топлива. Контрольное количество топлива должно быть таким, чтобы при его сжигании температура контрольного количества воды не поднималось до температуры 100 градусов (на этом рубеже начнется парообразование, а оно нам здесь не надо). Примем контрольное количество воды равное 10 л. Это примерно 10 кг. Примем что в ходе опыта вода повысится с температуры 20 градусов до 80. Теплоемкость воды равна 4,19 кДж/кг*град. Теплотворную способность (низшую или высшую здесь не важно) топлива (отработки) примем равной 40000 кДж/кг. КПД реактора примем равным 50%. Тогда контрольное количество топлива составит (((80-20)*4,19*10)/40000)/0,5=0,13кг.
Для опыта нам понадобиться термометр измеряющий температуру воды и часы. Перед опытом надо залить в расходный бак реактора топлива чуть выше верхней метки. Это нужно для прогрева реактора до номинального режима перед измерениями. Прогрев должен вызвать подогрев контрольного количества воды до температуры максимум 25 градусов.
Теперь сам опыт.
Разжигаем реактор и ждем когда уровень топлива опуститься до верхней метки. В этот момент засекаем время и записываем температуру воды. Ждем опускания уровня топлива до нижней метки. Когда это произойдет останавливаем время и записываем температуру воды. Все опыт закончен. Теперь расчеты.
Количество тепловой энергии полученное контрольным количеством воды составит (разница температур воды в конце опыта и в начале)*4,19*10=Х (назову его Х). Количество "тепла снимаемое водяной рубашкой реактора с единицы топлива за единицу времени" составит Х/((время сгорания контрольного количества топлива)*0,13)=Y. Y и есть искомая величина.
Может получиться что мы ошиблись с КПД и теплотворно способностью. При этом вода может закипеть раньше чем сгорит контрольное количество топлива. В этом случае нужно уменьшить контрольное количество топлива ориентируясь на формулы приведенные выше.

[Shurinex]

Имея 60% от 10 кВт при сжигании 1кг топлива, на какое значение изменится температура воды объемом 10 литров за 1/2 часа или час?
Начальная температура 20 Цельсиев , давление 760 , теплосъема нет.

ему надо знать сколько тепла снимается водяной рубашкой реактора с единицы топлива за единицу времени

для этого необходимо определить площадь теплообменного аппарата (сосуда -реактора).
1. Теплообмен при атмосферным давлении.
2. Потерями пренебрегаем.
3. Предположим, что вода нагревается в цилиндрическом сосуде, при этом нагрев жидкости происходит через дно и цилиндрическую стенку.
4. Также предположим, что получение пара в "реакторе" не требуется, те ограничим нагрев жидкости до 90 градусов С,
отсюда следует, что скрытая теплота парообразования (воды) в расчете не применяется.

на нагрев 1 кг воды, с 20 до 90 градусов требуется около 293 кДж/кг.

Получая при сжигании 1 кг отработки в течении каждого часа получаем тепловую мощность ~10 кВт, равную энергии 10 кДж/с или 36 МДж/ч или 864 МДж/сут

Определим объем воды и время течении которого необходимо нагревать воду, при некоторых условиях, отбросив те варианты, при которых вода выкипает раньше, чем догорит отработка и нереальные по экономическим соображениям:

условия:
1. Нагрев воды от 20 до 90 градусов, т.е. чтобы она не закипела.
2. Использовать для нагрева воды столько топлива (теплоты) , сколько можно ее получить за приемлемый срок, допустим сжигая 1 кг/час отработки
или получая таким образом ~10 кВт (36 мДж/ч) - имеющаяся в распоряжении теплота.

Количество нагреваемой воды, имеющимся в распоряжении количеством теплоты = 123 л/час, от 20 до 90 градусов.

123 л воды занимают объем 0,123 м3, цилиндрический сосуд вмещающий такой объем имеет размеры,
если задаться радиусом цилиндрического сосуда R=0,2 м, получим высоту около 0,97 м.
Площадь поверхности такого открытого с одной стороны сосуда-реактора с тонкими стенками из серебра , составит: 1,36 м2.

может напутал где с цифрами, но мысля думаю будет понятна.

[Яковлев Алексей]

для этого необходимо определить площадь теплообменного аппарата (сосуда -реактора).

1. Теплообмен при атмосферным давлении.

2. Потерями пренебрегаем.

3. Предположим, что вода нагревается в цилиндрическом сосуде, при этом нагрев жидкости происходит через дно и цилиндрическую стенку.

4. Также предположим, что получение пара в "реакторе" не требуется, те ограничим нагрев жидкости до 90 градусов С,

отсюда следует, что скрытая теплота парообразования (воды) в расчете не применяется.



на нагрев 1 кг воды, с 20 до 90 градусов требуется около 293 кДж/кг.



Получая при сжигании 1 кг отработки в течении каждого часа получаем тепловую мощность ~10 кВт, равную энергии 10 кДж/с или 36 МДж/ч или 864 МДж/сут



Определим объем воды и время течении которого необходимо нагревать воду, при некоторых условиях, отбросив те варианты, при которых вода выкипает раньше, чем догорит отработка и нереальные по экономическим соображениям:



условия:

1. Нагрев воды от 20 до 90 градусов, т.е. чтобы она не закипела.

2. Использовать для нагрева воды столько топлива (теплоты) , сколько можно ее получить за приемлемый срок, допустим сжигая 1 кг/час отработки

или получая таким образом ~10 кВт (36 мДж/ч) - имеющаяся в распоряжении теплота.



Количество нагреваемой воды, имеющимся в распоряжении количеством теплоты = 123 л/час, от 20 до 90 градусов.



123 л воды занимают объем 0,123 м3, цилиндрический сосуд вмещающий такой объем имеет размеры,

если задаться радиусом цилиндрического сосуда R=0,2 м, получим высоту около 0,97 м.

Площадь поверхности такого открытого с одной стороны сосуда-реактора с тонкими стенками из серебра , составит: 1,36 м2.

Shurinex

Зачем нам площадь "теплообменного аппарата"?
А если будет сосуд-цилиндр радиусом R=0,1 м и высотой 3,92 (объем 0,123 м3)? Площадь будет уже 2,49 м2.

[Shurinex]

Зачем нам площадь "теплообменного аппарата"?

Яковлев Алексей, садись двойка

А если будет сосуд-цилиндр радиусом R=0,1 м и высотой 3,92 м

я как представил эту картину, чуть со стула не упал:
проводит опыт по замеру расхода топлива нагревая воду в кастрюле четырех метровой высоты, предварительно нагретой

до температуры максимум 25 градусов.

[Shurinex]

ему надо знать сколько тепла снимается водяной рубашкой реактора с единицы топлива за единицу времени. и все. для этого надо сжечь (условно) 100 грамм мазуты и посмотреть на сколько нагреется вода постоянного объема за фиксированный промежуток времени. теплопотерями вокруг тепловой рубашки можно пренебречь.

Теоретически, сжигая 1 кг/час "мазуты" можно нагреть 123 л воды на 70 градусов.

[lunatik-1]

Shurinex

Да, зачем нам площадь "теплообменного аппарата"?
Этот параметр в жидкостном охлаждении какую существенную роль играет объясни пожалуйста доступным образом.

Кипятильник мощностью 10кВт, размером банки Кока-Колы 0.33 чем отличается от той же мощности, но размером с банку 1.5 литра, если оба они принудительно омываются жидким теплоносителем.....

[Яковлев Алексей]

Яковлев Алексей, садись двойка

Кому из нас «двойка» решат компетентные люди, читающие эту тему
Ваш термин «площадь теплообменного аппарата» я заменю термином «площадь поверхности теплообмена». По Вашему мнению, видимо это одинаковые понятия, но это не так.
В поставленной задаче («ему надо знать, сколько тепла снимается водяной рубашкой реактора с единицы топлива за единицу времени») знать площадь поверхности теплообмена будет нам полезно, если мы знаем коэффициенты теплопередачи от факела и от продуктов сгорания топлива к нагреваемой воде. При этом еще надо знать температуру горения топлива, температуру уходящих газов, среднюю температуру нагреваемой воды (которая будет меняться в процессе нагрева с уменьшающейся скоростью). Для вычисления коэффициента теплопередачи нужно знать толщину стенки поверхности теплообмена, скорость продуктов сгорания, коэффициент теплопроводности стенки, скорость циркуляции воды внутри сосуда вызванной силами гравитации земли, рельеф поверхности теплообмена. И это не весь список параметров.
Вы сможете найти все эти величины?

Shurinex писал(а):
Теоретически, сжигая 1 кг/час "мазуты" можно нагреть 123 л воды на 70 градусов

Но что это нам даст в реальном «реакторе»? В реальном «реакторе» часть из тепла полученного при сгорании топлива вылетит в трубу. Другая часть (нужная нам часть) «снимается водяной рубашкой реактора». Третья часть рассеется в окружающее «реактор» пространство. Четвертая часть потеряется в результате химического недожога топлива.

«Теоретически, сжигая 1 кг/час "мазуты" можно нагреть 123 л воды на 70 градусов» это не решение поставленной задачи.

Яковлев Алексей писал(а):
до температуры максимум 25 градусов.

Контрольное количество воды в моем расчете было вычислено для нагрева воды на 60 градусов (с +20 до +80). Если температура в начале опыта поднимется до температуры +25 градусов, то температура воды в конце опыта будет 85 градусов. При температуре 80- 85 градусов начнется более интенсивное испарение вода. На это испарение будет уходить немалая часть подводимого к воде тепла, которое не зафиксируется нашим термометром. При этом тепло расходуемое на испарение будет входить в тепло «снимаемое водяной рубашкой реактора».

[Shurinex]

Яковлев Алексей

Вы сможете найти все эти величины?

мне это не нужно.
к тому же вы не предложили свой вариант ответа.
ежу только понятно, что это был оценочный расчет.
можете продолжать цепляться за термины и ставить виртуальные опыты. заодно потрудитесь аргументированно ответить на вопрос Lunatikа.
условия теплопередачи и материал реактора можете уточнить у него же.

[Яковлев Алексей]

к тому же вы не предложили свой вариант ответа.
ежу только понятно, что это был оценочный расчет.
можете продолжать цепляться за термины и ставить виртуальные опыты. заодно потрудитесь аргументированно ответить на вопрос Lunatikа.
условия теплопередачи и материал реактора можете уточнить у него же.

Вопрос был такой

mmcl200 писал(а):
ему надо знать, сколько тепла снимается водяной рубашкой реактора с единицы топлива за единицу времени

Мой ответ

Яковлев Алексей писал(а):
Для этого нужен контроль за уровнем топлива в расходном баке реактора. Нужно разметить расходный бак двумя метками. При снижении уровня топлива в расходном баке от верхней метки до нижней из расходного бака должно удаляться контрольное количество топлива. Контрольное количество топлива должно быть таким, чтобы при его сжигании температура контрольного количества воды не поднималось до температуры 100 градусов (на этом рубеже начнется парообразование, а оно нам здесь не надо). Примем контрольное количество воды равное 10 л. Это примерно 10 кг. Примем что в ходе опыта вода повысится с температуры 20 градусов до 80. Теплоемкость воды равна 4,19 кДж/кг*град. Теплотворную способность (низшую или высшую здесь не важно) топлива (отработки) примем равной 40000 кДж/кг. КПД реактора примем равным 50%. Тогда контрольное количество топлива составит (((80-20)*4,19*10)/40000)/0,5=0,13кг.
Для опыта нам понадобиться термометр измеряющий температуру воды и часы. Перед опытом надо залить в расходный бак реактора топлива чуть выше верхней метки. Это нужно для прогрева реактора до номинального режима перед измерениями. Прогрев должен вызвать подогрев контрольного количества воды до температуры максимум 25 градусов.
Теперь сам опыт.
Разжигаем реактор и ждем когда уровень топлива опуститься до верхней метки. В этот момент засекаем время и записываем температуру воды. Ждем опускания уровня топлива до нижней метки. Когда это произойдет останавливаем время и записываем температуру воды. Все опыт закончен. Теперь расчеты.
Количество тепловой энергии полученное контрольным количеством воды составит (разница температур воды в конце опыта и в начале)*4,19*10=Х (назову его Х). Количество "тепла снимаемое водяной рубашкой реактора с единицы топлива за единицу времени" составит Х/((время сгорания контрольного количества топлива)*0,13)=Y. Y и есть искомая величина.
Может получиться что мы ошиблись с КПД и теплотворно способностью. При этом вода может закипеть раньше чем сгорит контрольное количество топлива. В этом случае нужно уменьшить контрольное количество топлива ориентируясь на формулы приведенные выше.


Ответом является величина Y. Этот опыт можно провести реально. И для этого не требуются «условия теплопередачи и материал реактора». Этим и хорош этот способ. А на вопрос Lunatikа не ответили Вы.

Lunatik писал(а):
Shurinex

Да, зачем нам площадь "теплообменного аппарата"?
Этот параметр в жидкостном охлаждении какую существенную роль играет объясни пожалуйста доступным образом.

Кипятильник мощностью 10кВт, размером банки Кока-Колы 0.33 чем отличается от той же мощности, но размером с банку 1.5 литра, если оба они принудительно омываются жидким теплоносителем.....

[Яковлев Алексей]

Контрольное количество воды в моем расчете было вычислено для нагрева

Вместо слова "воды" должно быть слово "топлива". Оговорился...

[lunatik-1]

Тов. участнеги! Просьба к Вам обоим, прекратите непонятные восклицания пожалуйста!
Вопрос сугубо прикладной, а вы уже на повышенные тона переходить начали ((((

Для этого нужен контроль за уровнем топлива в расходном баке реактора.

О каком расходном баке идет речь? Подача топлива дозированная.


Shurinex - Да, зачем нам площадь "теплообменного аппарата"?
Этот параметр в жидкостном охлаждении какую существенную роль играет объясни пожалуйста доступным образом.

Кипятильник мощностью 10кВт, размером банки Кока-Колы 0.33 чем отличается от той же мощности, но размером с банку 1.5 литра, если оба они принудительно омываются жидким теплоносителем.....
(Алексей, мы понимаем что с одного см2 не снять мВт в секунду...)