5. Тепловые и эксплуатационные показатели работы.

Работа электрических кипятильников характеризуется следующими основными технико-экономическими показателями:

• производительностъю аппарата;

• удельной производительностъю;

• удельным расходом энергии;

• продолжительностъю разогрева до кипения;

коэффициентом полезного действия аппарата.

Главным показателем, характеризующим работу кипятильников, является производительность. Различают действительную производительность и нормальную.

Действительная производительность – это кол-во кипятка, полученное от аппарата в единицу времени при данных температурных условиях.

Нормальная производительность – это кол-во кипятка, полученное от аппарата в единицу времени при нагреве воды от 10C до температуры кипения.

Воду, нагретую от температуры 10C до температуры кипения, принято называть “нормальным кипятком”.

Расход энергии (тепла) на получение 1 литра нормального кипятка условно принимается равным 375 кДж, а разность между температурой кипятка и температурой питательной воды условно считается равной 90C.

Для объективной оценки работы кипятильников разной конструкции и разной производительности все показатели кипятильников пересчитываются на “нормальный кипяток”.

Теплотехнические показатели работы кипятильников определяются по тепловому балансу.

Нестационарный режим:

Где – общее количество затраченного тепла на процесс разогрева, кДж/ч;

– полезное тепло, затраченное на нагрев воды, кДж/ч;

– потери тепла в окружающую среду наружными поверхностями кипятильника, кДж/ч;

– потери тепла на разогрев конструкции кипятильника, кДж/ч.

Полезное тепло, затраченное на нагрев воды в кипятильном резервуаре, определяется по формуле:

Где - вес воды в кипятильном резервуаре, кипятильника;

- удельная теплоёмкость воды –4,19 кДж/кгC;

- средняя температура воды в кипятильном резервуаре за период от момента включения до “ложного выброса”,C

- время “ложного выброса”.

Потери тепла в окружающую среду наружными поверхностями кипятильника определяются из выражения:

Потери тепла в окружающую среду любой наружной поверхностью кипятильника в период нагрева вычисляются по формуле:

Где - общий коэффициент теплоотдачи в окружающую среду наружными ограждениями аппарата, кДж/( ), который можно определить по приближённой формуле:

- площадь i-той наружной поверхности (крышки или боковой поверхности) кипятильника, ;

-осреднённая температура стенок и крышки кипятильника по площади за период разогрева, C;

-температура окружающего воздуха, C;

Потребляемая мощность в период разогрева для кипятильника определяется по выражению:

Общее часовое количество тепла, затраченного на процесс разогрева

Расход электроэнергии за период разогрева:

Где - время разогрева кипятильника, ч

Потери тепла на разогрев конструкции кипятильника можно определить по выражению:

Коэффициент полезного действия кипятильника в период разогрева определяем по выражению:

Тепловой баланс для стационарного режима имеет вид:

Где - полезное тепло при стационарной работе кипятильника (получение кипятка ) определяется по формуле:

Где -действительная часовая производительность кипятильника, определяемая экспериментально, кг/ч;

- теплоёмкость воды, равная 4,19 кДж/кг C;

- средняя температура кипятка, вытекающего из разборного крана кипятильника, C;

- температура питательной воды, поступающей в кипятильник, C.

Потери тепла в окружающую среду наружными поверхностями кипятильника при стационарном режиме определяются по формуле:

Потери тепла в окружающую среду любой наружной поверхностью кипятильника при стационарном режиме вычисляются по формуле:

Где - общий коэффициент теплоотдачи от наружных поверхностей кипятильника в окружающую среду,

- конечная температура поверхности кипятильника осреднённая по площади при стационарном режиме, C.

Величины в этой формуле определяются в той же последовательности, что и при разогреве.

Потребляемая мощность кипятильника при стационарном режиме определяется по выражению:

Расход электроэнергии в период стационарного режима:

Общий расход тепла кипятильником при стационарном режиме:

Коэффициент полезного действия кипятильника при стационарном режиме определяется по формуле:

Нормальная производительность кипятильника определяется из выражения: