哈爾濱理工大學實踐課程筆記

2022-03-19 22:08:25 字數 4644 閱讀 1791

哈爾濱理工大學

實踐課程筆記

專案:熱聲耦合及氣體脈動燃燒實驗

一、目的

通過本專案技能訓練,使學生了解熱聲耦合及氣體脈動燃燒的基本原理及實現方法,並初步掌握基本的科學研究的過程和方法。通過查詢相關資料,練習文獻檢索的技能;通過實驗,熟悉科學實驗的過程,了解一定的實驗研究方法以及科學研究中可能會遇到的各種問題;為學生進行畢業設計、撰寫畢業**奠定基礎,並培養學生的科研組織能力和專業知識綜合運用能力,提高其與專業有關的綜合素質,並且提高創新能力。

二、實驗裝置與實驗材料

主要裝置如下示意圖:石英里克管、熱聲耦合熱源、基本燃燒器。

其餘裝置及材料:加工熱聲耦合熱源及改進燃燒器所需裝置。其中熱聲耦合熱源一般為使用鐵絲加工而成,其加熱採用酒精、煤氣或電熱器;燃燒器改造可選用金屬片,一般用鐵片即可。

三,內容

基本原理:

1當熱源產生的熱量變化相位與管中壓力振動的相位相同時,便在管中激起一定的聲振。,

2聲振的頻率和幅值與管長及熱源在管中的位置有關,當熱源位於距管子下游出口端1/4管長處(x/l = 3/4)時,激起的聲波振幅最大。

3脈動現象發生時管內的壓力幅值和振動頻率主要受燃料種類、燃燒器長徑比l/ d和空氣係數α的影響。

脈動燃燒優點:

脈動燃燒是當代先進的非常規燃燒技術。

正壓排煙

熱效率高

燃燒強度大

低nox排放量

結構簡單等

在能源日趨緊張大氣汙染日趨嚴重的今天,脈動燃燒技術的研究及應用具有特別重要的意義。

脈動燃燒器中特有的強烈的氣流脈動極大地改善了燃料和空氣之間、冷的反應物與熱的燃燒產物之間的混合、傳熱和傳質過程,從而大幅度地提高了燃燒的強度。在燃用氣體燃料的各種脈動燃燒器中,只要餘氣係數略大於1.0,便可達到近似於100%的燃燒效率。

在瑞克管型燃燒器中燃燒無煙煤塊,過量空氣只有5%和10%時,其燃燒效率分別可以達到95%和97%。只須極低的過量空氣這一優點對於功率大、燃重油及煤的燃燒裝置尤為重要,即可以節省下大量的鼓風耗能及裝置投資。

在脈動燃燒器中,從燃燒產物到室壁的傳熱率也很高。由於脈動燃燒器中的壓力脈動和速度脈動,自動地提供了強烈的強制對流換熱,與在常規穩態燃燒器內通常存在的自然對流換熱相比,達到很高的換熱強度和換熱效率。

脈動燃燒器的工作原理決定了它具有自行排氣的功能,可以自動排出燃燒產物,而不必像常規燃燒器那樣,用煙囪排煙。由於脈動燃燒器的良好的熱傳遞效能和較低的過量空氣特性,在燃燒器出口處的排氣溫度可以降到接近環境溫度,從而使其總熱效率提高到95%的水平。脈動燃燒器大都具有自吸功能,也就是不需要用鼓風機能自行吸入燃料及供燃燒用的空氣。

這一優點可使脈動燃燒器在執行中節省大量的鼓風機送風所需要的能量及鼓風裝置投資。

使用脈動燃燒器可以降低汙染物的排放量(特別是nox)

實踐證明,在催化劑燃燒、化工分解與合成、石灰水泥鍛燒等工業生產中,利用脈用燃燒器出口氣流脈動的能量,都可以提高生產效率、減少能源消耗。

脈動燃燒缺點:

雜訊問題是振盪燃燒不能實現民用化的乙個問題。

還有就是振動問題,由於脈動燃燒器內的壓力脈動會誘發裝置系統元件的振動,對系統構件的強度、工作可靠性可能會造成一定影響。目前這一振動對一些系統元件,如陶瓷襯裡之類的影響還沒有完全解決,所以這一類課題仍要求進一步的研究。

脈動燃燒影響:

火焰大小,熱量大小,石英管長,石英管粗細,石英管位置(例如,豎著放發出噪音,橫著放不響)

脈動燃燒指導意義:

在能源日趨緊張大氣汙染日趨嚴重的今天,脈動燃燒技術的研究及應用具有特別重要的意義。

技能訓練之拆裝實驗

一、 風機盤管的拆裝

1. 風機盤管簡介

為滿足不同場合的設計選用,風機盤管種類有:臥式暗裝(帶回風箱) 風機盤管、臥式明裝風機盤管、立式暗裝風機盤管、立式明裝風機盤管、卡式二齣風風機盤管、卡式四出風風機盤管及壁掛式風機盤管等多種。

風機盤管

風機盤管機組主要由低雜訊電機、盤管等組成。盤管內的冷(熱)媒水由機器房集中供給。

**空調風機盤管按照形式分為:臥式暗裝、臥式明裝、立式暗裝、立式明裝、卡式五種;

臥式風機盤管按照厚度可以分成:超薄型、普通型; 卡式風機盤管

按照有無冷凝水幫浦可以分成:普通型、豪華型;

**空調風機盤管根據機組靜壓大小可以分成:0pa、12pa、30pa、50pa、80pa等,這裡是指機外靜壓;

**空調風機盤管按照排管數量可以分成:兩排管、三排管; 還有兩管制和四管制之分:兩管制即普通風機盤管夏季走冷水製冷,冬季走熱水制熱;四管制風機盤管多用於一些比較豪華場所,可以同時走熱水和冷水,即可以根據需要有的房間製冷,有的房間取暖。

兩排管是夏季一管進冷水,一管出冷水,冬季一管進熱水,一管出熱水;三排管是兩管進水,一管進冷水,一管進熱水,同時一管出水。

風機盤管採用優質鍍鋅板機殼,冷凝水盤採用模壓工藝一體成型,無焊縫、焊點、符合防火規範的保溫材料整體連線於水盤。

風機盤管體積小: 機體設計輕巧。排水管及線路安裝簡便,左右接管及回風方式可隨時變換,以配合現場情況。機組能安裝於任何空間場所。

風機盤管效率高: 先進的脹管工藝,保證了換熱器銅管和鋁箔的緊密接觸,傳熱效能好;

風機盤管噪音低: 合理的風機與氣流結構設計,優質的吸音保溫材料,使機組噪音低於國家標準1-3db(a);

風機盤管能耗低: 風機與換熱器合理匹配,三檔可調風量,使風機用電最省。

風機盤管主要依靠風機的強制作用,使空氣通過加熱器表面時被加熱,因而強化了散熱器與空氣間的對流換熱器,能夠迅速加熱房間的空氣。風機盤管是空調系統的末端裝置,其工作原理是機組內不斷的再迴圈

所在房間的空氣,使空氣通過冷水(熱水)盤管後被冷卻(加熱),以保持房間溫度的恆定。通常,通過新風機組處理後送入室內,以滿足空調房間新風量的需要。由於增加了風機,提高了造價和執行費用,裝置的維護和管理也較為複雜。

風機盤管做為**空調的末端裝置,其質量的好壞決定了室內的空調效果。效能主要是送冷(熱)量的保障、送風量的保障,噪音的數值比、冷凝水不洩漏及電器、鈑金件設計的合理性等等。

風機盤管風量一定,供水溫度一定,供水量變化時,製冷量隨供水量的變化而變化,根據部分風機盤管產品效能統計,當供水溫度為7℃,供水量減少到80%時,製冷量為原來的92%左右,說明當供水量變化時對製冷量的影響較為緩慢。

風機盤管供、回水溫差一定,供水溫度公升高時,製冷量隨著減少,據統計,供水溫度公升高1℃時,製冷量減少10%左右,供水溫度越高,減幅越大,除濕能力下降。

供水條件一定,風機盤管風量改變時,製冷量和空氣處理焓差隨著變化,一般是製冷量減少,焓差增大,單位製冷量風機耗電變化不大。

風機盤管進、出水溫差增大時,水量減少,換熱盤管的傳熱系數隨著減小。另外,傳熱溫差也發生了變化,因此,風機盤管的製冷量隨供回水溫差的增大而減少,據統計當供水溫度為7℃,供、回水溫差從5℃提高到7℃時,製冷量可減少17%左右。

熱環境條件是指物理引數對人體的熱舒適性所發生的綜合作用。這些物理引數中主要包括空氣乾球溫度、空氣的相對濕度,空氣流動速度、平均輻射溫度、人體的代謝量及衣著等六項。其中,空氣的溫度及流動速度是評價風機盤管所提供的熱環境舒適條件的重要引數。

二、風機的拆裝

1. 風機的分類

(1)軸流風機

(2)離心式風機具有效率高、流量大、輸出流量均勻、結構簡單、操作方便等優點。

(3)斜流風機

2.離心式風機簡介

風機殼體的外形具有沿半徑方向由小漸大的蝸殼形特點,使殼體內的氣流通道也由小漸大,空氣的流速則由快變慢,而壓力由低變高,致使風機出口處的風壓達到最高值。

當電動機帶動風機葉輪快速旋轉時,葉輪間的空氣隨之旋轉流動,並且由於離心力的作用被徑向地甩向殼壁,隨之在那裡產生一定的壓力,並由蝸形外殼匯集後沿切向排出。這時,葉輪的中部由於氣體不斷地被甩走而形成負壓,風機入口處的空氣則在大氣壓力的作用下源源不斷地沿軸向進入風機。由於風機葉輪連續旋轉,導致吸風與排風的過程連續進行,從而達到向鍋爐通風的目的。

(1)結構離心式風機的主要結構、主要工作部件有葉輪、機殼、軸、葉片及吸入口等。

據葉片出口安裝角度的不同,葉輪可分為三種形式(圖5—24)。

1)前向(前彎)葉片圖5—24(1)為前向葉輪,圖5—24(2)為多葉前向葉輪。

2)徑向葉片葉輪圖5—24(3)為曲線型徑向葉輪,圖5—24(4)為直線型徑向葉輪。

3)後向(後彎)葉片圖5—24(5)為薄板後向葉輪,圖5—24(6)為中空機翼型後向葉輪。

風機的機殼呈蝸殼形,用薄鋼板焊接而成,其作用是匯集來自葉輪的氣體,並使它平順地沿著葉輪旋轉方向被引向風機的出口,並使氣體增壓。

吸入口 : 是吸入管段的首端部分,起著集氣的作用,故又稱集流器。

有下列三種形式(圖5—25)。

1)圓筒形吸入口如圖5~25(1),其特點是製作簡單,但壓頭損失大。

2)圓錐形吸入口如圖5—25(2),其特點是製作較簡便,壓頭損失較小。

3)圓弧形吸入口如圖5—25(3),其特點是壓頭損失小,但製作較困難。

傳動方式風機的支承包括機軸、軸承和機座。機軸是用優質鋼製成的,它與軸承裝在機座上,起傳動作用。機座一般用型鋼焊接而成。

由於風機與電動機連線方式的不同,其傳動方式可分6種(圖5~26)。

a型傳動方式為直聯式,沒有軸承。b、c、e型為間接傳動方式(皮帶傳動),可以通過改變風機與電動機的皮帶輪尺寸來改變風機的轉速,這有利於調節。d、f型為直接傳動方式(有聯軸器連線),直接傳動的優點是構造簡單,布置緊湊,傳動效率高。

a、b、c、d型的機軸不伸入中輪中間,稱為懸壁支承,其優點是葉輪的氣流狀況較好,維修風機方便。e、f型是將軸承架於風機的兩側,機軸穿過機殼,其優點是運轉比較平穩,大型風機必須採用這種形式。

三、**空調末端部件的認識

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