Измерение тепловой энергии. Исследование методов измерения тепловой энергии по закрытой и открытой схеме измерения, страница 4

Рис.3. Схема измерения тепловой энергии перегретого пара.  

Тпар._. – термометр, измеряющий температуру пара.

Рпар. – преобразователь давления, измеряющий давление пара в паровой магистрали.

Энтальпия насыщенного пара состоит из двух составляющих: сухого пара и влажной части. Причем энтальпия сухого пара определяется по зависимости (8) однозначно и определение энтальпии может быть упрощено:

                                             h_пар. = f (р_а,)   или       h_пар. = f ( t^о)                                    (9) то есть схема на рис. 3 упрощается. Измеряют для дальнейшего расчета Тпар. или Рпар. Обычно измеряют Тпар., т.к. это проще и дешевле 

(см. рис.4). 

Определить влажную составляющую насыщенного пара проблематично. Приборов, для ее прямого измерения, в настоящее время на нашем рынке нет. Влажная составляющая насыщенного пара в теплосчетчик пара в водится программно, в виде ее % содержания в общей массе измеряемого пара. Обычно, % содержания влажной составляющей насыщенного пара, определяется опытным путем, из расчета потребляемого газа и по “рабочей карте” котла, определяют его выработку и сравнивают с показаниями теплосчетчика.

чик пара

Рис.4. Схема измерения тепловой энергии насыщенного пара.

Тпар._. – термометр, измеряющий температуру пара.

При возращении конденсата полностью или частично необходимо учитывать ту тепловую энергию, которая возвращается вместе с конденсатом. Схема такого измерения (см. рис. 5) реализуется по алгоритму согласно формуле (10).

                                  T2                                                         Τ₂

                        Q  G= ∫ пар. ⋅h dTпар. − ∫Gкон. ⋅ρкон(hкон. − h dTхол. )                               (10)

                                  T1                                                         Τ₁

       Для ее реализации необходимо два теплосчетчика:

-  теплосчетчик пара – который считает тепловую энергию, переданную парам

(левая часть формулы (10));

-  теплосчетчик конденсата – который считает тепловую энергию, возвращенную конденсатом (правая часть формулы (10)). Тепловая энергия возвращаемого конденсата считается с температуры «холодного источника».

Разница между приходящей тепловой энергией пара и тепловой энергией возвращаемого конденсата – есть потребленная тепловая энергия.

Рис.5   Схема измерения тепловой энергии перегретого пара с возвратом конденсата. ТС_ХОЛ. и ТС_КОН. – термометры сопротивления, измеряющие температуру холодного источника и температуру возвращаемого конденсата.

В настоящее время, для реализации схем учета тепловой энергии по схемам типа рис. 2, где требуется несколько приборов учета тепловой энергии, используются многоканальные приборы. Где в одном приборе, реализована возможность, учитывать тепловую нагрузку по нескольким точкам учета тепловой энергии (например: теплосчетчик ТЭМ-05М-2 или ТЭРМ-02). 

Теплоснабжающая организация может поставлять тепловую энергию одновременно разными теплоносителями – водой и паром. Количество тепловых магистралей может быть несколько. Для организации такого комплексного, многоканального учета тепловой энергии, используются специальные измерительные преобразователи типа “ИСТОК-ТМ” или “СПТ-961”. На этих преобразователях так же реализуется схема учета тепловой энергии по схемам типа рис.5.

2.  Схема и описание лабораторной установки

В данной лабораторной работе будем исследовать измерение тепловой энергии на базе измерительного комплекса состоящего из преобразователя измерительного многофункционального ИСТОК-ТМ, магазинов сопротивлений типа Р4831(класс точности 0.02,  диапазон 0,1 – 1000 Ом) и калибраторы тока типа П320 (класс точности 0.005).