Иследовательская работа по теме : Определение КПД котельной Выполнил ученик 10 класса Пестерев Антон МОУ « Новодраченинская средняя общеобразовательная школа »

Определить КПД водонагревательного котла

Научиться определять энергию полученную от системы отопления, используя коэффициент теплопередачи. Найти энергию сжигаемого топлива. Определить отношение энергии полученной от отопительной системы детского сада и ФАПа к количеству энергии, получаемой при сжигании каменного угля.

Гипотеза : количество энергии, получаемое при сгорании топлива, должно быть больше энергии, переданной системой отопления, отапливаемому помещению.

Измерения : Температуры воды в трубах.

Температуры на поверхности трубы.

Длины и окружности труб, составляющих систему отопления детского сада и ФАПа.

Площади поверхности труб. Количества теплоты, получаемое при сжигании топлива. Количества теплоты, переданное системой отопления помещениям. Коэффициента полезного действия.

Актуальность темы : Экономия топливно - энергетических ресурсов является проблемой, включающей множество задач, решение которых будет способствовать достижению важнейшей цели, стоящей перед народным хозяйством - снижению удельного расхода топлива на единицу отпускаемой тепловой энергии и использованию тепловой энергии с максимальным коэффициентом полезного действия. Поэтому учёные и инженеры пытаются создать котлы, которые имеют высокий КПД.

В курсе физики 7,10 класса, мы знакомились с методами определения КПД тепловых машин. Меня заинтересовал такой вопрос : « Какая часть энергии получаемой при сжигании угля в котельных идет на обогрев помещения ?». Объектом исследования я взял котельную, находящуюся в здании детского сада. Данная котельная отапливает здания детского сада и ФАПа.

Время исследования я взял в интервале одних суток. За данные сутки в котлах сжигают 300 килограмм каменного угля. Для вычисления количества теплоты воспользовался формулой Q= λ *m, где (Q- количество теплоты, λ - удельная теплота сгорания топлива, m- масса топлива.) Q= 300 кг *3*10 6 Дж / кг =9*10 9 Дж

Для определения теплоты, переданной отопительной системой воздуху, я воспользовался формулой W= λ *S*T*(t1- t2)/d, где (W- количество переданной теплоты, λ - коэффициент теплопроводности стали, S- площадь поверхности труб, T- время, t1- температура воды в трубах, t2- температура поверхности трубы, d- толщина стенки стальной трубы.) W=26 Вт /( м * К )*56,4 м 2 *8640 с *(39,3- 38,4) 0 С /0,002 м = Дж.

Чтобы найти КПД водонагревательного котла, необходимо количество переданной теплоты разделить на количество теплоты, получаемой при сгорании каменного угля. n= (W/Q)*100%, где ( n- коэффициент полезного действия, Q- количество теплоты, полученной при сгорании топлива, W- количество теплоты, переданное помещению.) n=( Дж / Дж )*100% = =63% Итак КПД водонагревательного котла равно 63%.

Вывод : В процессе проведения исследования я узнал, что количество теплоты, отданное остывающей водой, можно вычислить по формуле W= λ *S*T*(t1-t2)/d. Для определения данной величины по формуле Q=c*m* Δ t потребуется установка счётчика воды. Считаю, что полученный КПД является приблизительным. Если учесть все затраты, он будет значительно ниже.