Форум "Печных Дел Мастера" :: Просмотр темы - Прогрев и нагрев многослойной конструкции

Прогрев и нагрев многослойной конструкции
=>Печать
На страницу 1, 2, 3 ... 9, 10, 11 След. :| |:
Форум "Печных Дел Мастера" -> Испытания печей и материалов

#1: Прогрев и нагрев многослойной конструкции Автор: Евгений Колчин, Регион: Москва

Добавлено: Ср 14 Октябрь 2015, 11:29
—
Выдалось время провести небольшие испытания на прогрев многослойной конструкции.
Цель - динамика прогрева многослойной конструкции при различных прослойках режимах ее прогрева. Импульсный прогрев вывода на режим теплоотдачи внешней поверхности М200 около 500 Вт/м2

Сделано более 20 тестов на четырех вариантах.
1 - ША8 на плашку (65 мм) - не вентилируемая воздушная прослойка 6 мм - склеенные на ГПС два кирпича М200 (витебск) на ложок/ребро (120 мм)
2 - ША8 на плашку (65 мм) - базальтовый картон 6 мм сплющенный до 3 мм на прокладку - склеенных на ГПС два кирпича М200 (витебск) на ложок/ребро (120 мм)
ША8 на плашку (65 мм) - воздушная прослойка 6 мм - склеенные на ГПС два кирпича М200 (витебск) на ложок/ребро (120 мм)
3 - ША8 на плашку (65 мм) - гофрокартон 5 мм - склеенные на ГПС два кирпича М200 (витебск) на ложок/ребро (120 мм)
4 - ША8 на плашку (65 мм) - воздушная прослойка 13 мм - склеенные на ГПС два кирпича М200 (витебск) на ложок/ребро (120 мм)

Конструкция помещена в короб из 30 мм суперизола с заделкой всех щелей базальтовым картоном. Кирпич ША8 уложен на электрический ТЭН, подключаемый в сеть 220 v. а внешняя часть М200 открыта.
Датчики установлены в просверленные отверстия Ф5 мм до центра кирпича с 10 мм отступом от края:
- ША8 верх и низ
- М200 верх и низ
т.о. температура снимаем по краям "пирога"
- нагрев ТЭНом нижней части ША8
- верхняя часть ША8
- нижняя часть М200
- верхняя часть М200

Последний раз редактировалось: Евгений Колчин (Вт 20 Октябрь 2015, 20:25), всего редактировалось 1 раз

IMG_0234.jpg

Описание:

Общий вид

Размер файла:

120.69 КБ

Просмотров:

1084 раз(а)

IMG_0235.jpg

Описание:

Прогрев ТЭНом

Размер файла:

129.6 КБ

Просмотров:

835 раз(а)

IMG_0256.jpg

Описание:

Внутренняя заделка щелей

Размер файла:

122.09 КБ

Просмотров:

920 раз(а)

#2: Автор: Евгений Колчин, Регион: Москва

Добавлено: Ср 14 Октябрь 2015, 12:07
—
сводный график по прогреву многослойной конструкции
Подогрев - включение ТЭН на 80 минут
Отслеживание - 600 минут
Прогрев (низ ША8 у ТЭНа) - на графике в масштабе 1:10

Последний раз редактировалось: Евгений Колчин (Пт 16 Октябрь 2015, 12:37), всего редактировалось 3 раз(а)

Прогрев многослойной конструкции.GIF

Описание:

Размер файла:

41.71 КБ

Просмотров:

1408 раз(а)

Сводная таблица прогрева.xls

Описание:

Сводная таблица прогрева

Скачать

Название файла:

Сводная таблица прогрева.xls

Размер файла:

271 КБ

Скачено:

524 раз(а)

#3: Автор: Селиван Виктор, Регион: г.Челябинск

Добавлено: Ср 14 Октябрь 2015, 13:06
—
Как следует из графика- значительный отклонений между различными вариантами прослоек не наблюдается. Споры по этому поводу не актуальны.

#4: Автор: vladgri, Регион: г.Павлодар

Добавлено: Ср 14 Октябрь 2015, 13:09
—
Нужно бы взять поправку на нагрев конвекцией и исключить остывание кирпича в области тэн.
т.е. сделать некий термостат с установленным внутри тэн и заменяемой стенкой.

#5: Автор: Евгений Колчин, Регион: Москва

Добавлено: Ср 14 Октябрь 2015, 13:17
—
В таблице можно увидеть максимальные температуры прогрева внешней поверхности (верха М200)
- с воздушной прослойкой - 71.6*С
- с базальтом 6 мм - 66.5*С

разница менее 10%

Средняя температура на поверхности М200 за 600 мин.
- воздух - 53.02*С
- базальт- 50.40*С
- картон - 51.39*С

#6: Автор: Евгений Колчин, Регион: Москва

Добавлено: Ср 14 Октябрь 2015, 13:22
—

vladgri писал(а):

Нужно бы взять поправку на нагрев конвекцией и исключить остывание кирпича в области тэн.
т.е. сделать некий термостат с установленным внутри тэн и заменяемой стенкой.

Первое, нагрев конвекцией я постарался исключить, заткнув все щели между ША8 и коробом из суперизола. На первых тестах я это уловил и она значимая.
Второе, исключить остывание низа ША8 возможно, сделав механизм вытаскивания плитки из под кирпича. Нахождение всей конструкции в одинаковых условиях - угол комнаты с закрытой форточкой и дверьми с температурой плюс 25-27*С, пока это решение отложили и решено не усложнять стенд.
Третье, даже температуру в доме и стартовую на кирпичах старался подгонять натопом печи в доме. Есть тесты, где стартовая с плюс 25*С (пример с прослойкой воздуха 13 мм) и я их не включал в сводную таблицу.

#7: Автор: Евгений Колчин, Регион: Москва

Добавлено: Ср 14 Октябрь 2015, 17:08
—
Первый этап мы выяснили.
Прокладка из базальтового картона снижает теплоотдачу внешней части многослойной конструкции на 10% в сравнение с воздушной в 6 мм.

Но. Печь ведь не работает в таком режим. Ее нагревают до определенной температуры и поддерживают, в зависимости от степени остывания, т.е. теплоотдачи внешней стенки.
Предположим, что температура внешней стенки должна быть плюс 60*С.
Путем анализа полученных ранее данных было принято решение вести нагрев по следующей схеме:
- пуск на 45 минут
- затем через час по 15 минут три раза
Время наблюдения 600 минут. Материал прослойки базальтовый картон и воздушная прослойка 6 мм.

Результат на графике.
видим, что прокладка из базальтового картона
дает более медленный нагрев до 60*С
что делает внешнюю стенку более защищенной от перегрева
и через 6 часов они имеют примерно одинаковую внешнюю температуру

Последний раз редактировалось: Евгений Колчин (Пт 16 Октябрь 2015, 12:52), всего редактировалось 4 раз(а)

Нагрев двухслойной стенки.GIF

Описание:

"Пила" - уменьшенное 1:10 показания нагрева низа ША8

Размер файла:

29.75 КБ

Просмотров:

1231 раз(а)

Сводная таблица ступенчатого нагрева.xlsx

Описание:

Скачать

Название файла:

Сводная таблица ступенчатого нагрева.xlsx

Размер файла:

66.36 КБ

Скачено:

524 раз(а)

#8: Автор: Шура, Регион: Москва - Тамбов

Добавлено: Ср 14 Октябрь 2015, 20:26
—

vladgri писал(а):

На мой взгляд, проще просто перевернуть сборку вверх "ногами". При этом, конвективный нагрев от ТЭНа будет исключён.

Последний раз редактировалось: Шура (Ср 14 Октябрь 2015, 20:35), всего редактировалось 1 раз

2015-10-14_202553.jpg

Описание:

Размер файла:

22.32 КБ

Просмотров:

905 раз(а)

#9: Автор: Евгений Колчин, Регион: Москва

Добавлено: Ср 14 Октябрь 2015, 22:17
—

Шура писал(а):

На мой взгляд, проще просто перевернуть сборку вверх "ногами". При этом, конвективный нагрев от ТЭНа будет исключён.

спасибо, я уже как то подустал и с этим ...
еще надо закончить на нагрев с поддержанием теплоотдачи
и картинка будет совсем ясная

#10: Автор: Валер, Регион: Урал, Вишера

Добавлено: Чт 15 Октябрь 2015, 09:29
—
Евгений Викторович, 4 варианта пирога, а график нагрева один. А ведь он завязан на теплоотдачу. Видно, что скорость нагрева падает после того, как тепло дойдёт до внешней стенки.
Очень интересно рапределение температур по глубине, сколько там, на границе шамот-красный?

#11: Автор: Евгений Колчин, Регион: Москва

Добавлено: Чт 15 Октябрь 2015, 09:38
—
Все верно, кирпич остывает при температуре +25*С.
Средняя температура в промежутке между слоями можно посмотреть в таблице "Сводная по нагреву"
Теперь наша задача давать столько энергии, что бы в промежутке была постоянная температура, соразмерно теплоотдачи в среду. Выбрав это количество, мы получим постоянство в теплопередаче, что и видим на графиках в отчете по испытаниям печи в Кузнецах.
Я провел шесть тестов и сейчас надо найти время скомпоновать все в один наглядный график.

Графиков представлено два - базальт и воздух.
С картоном я провел три теста и во всех случаях картон по центру истлел в пепел. Поэтому, картон можно рассматривать как среднее между воздухом и базальтом.
С воздушным промежутком в 13 мм есть тест на первом графике.
Будет время, попробую на нагрев конструкции с таким зазором.
Но здесь вроде все понятно и таблица расчета есть в ТРОЛ.

#12: Автор: Валер, Регион: Урал, Вишера

Добавлено: Чт 15 Октябрь 2015, 10:40
—
Нагрев по слоям из выложенного, только в файле Сводная таблица тупенчатого нагрева. Без привязки к материалу прослойки. Вот вытянул графики нагрева по слоям. И красный даже не успевает остыть в промежутках, идёт натоп? Вот-бы увидеть такое исследование красный-красный.

натоп.PNG

Описание:

Размер файла:

11.75 КБ

Просмотров:

962 раз(а)

#13: Автор: Валер, Регион: Урал, Вишера

Добавлено: Чт 15 Октябрь 2015, 13:06
—
Вот средние температуры. Шамот всёравно не успевает "прокачивать" температуру, дельта температур на 45 мм около 200 град (4,4 град/мм), стенки топки греются быстрее. А на красном на 100 мм всего около 100 (1 град/мм).
Евгений Викторович, спасибо за возможность увидеть, как оно там, внутри.

по слоям.PNG

Описание:

Размер файла:

16.6 КБ

Просмотров:

871 раз(а)

#14: Автор: vladgri, Регион: г.Павлодар

Добавлено: Чт 15 Октябрь 2015, 15:44
—
Покопался на строителях, нашел результат одного из своих расчетов в ANSYS.
Интересно было бы сравнить с натурными экспериментами. К сожалению сами расчеты и все данные на моем компе уже отсутствуют. В том числе такие важные данные как время нагрева и мощность приложенного теплового потока. Поэтому сравнить можно только по аналогии а не по реальным цифрам.

air_vs_wool.xls

Описание:

Скачать

Название файла:

air_vs_wool.xls

Размер файла:

26.5 КБ

Скачено:

528 раз(а)

#15: Автор: Евгений Колчин, Регион: Москва

Добавлено: Чт 15 Октябрь 2015, 17:14
—

Валер писал(а):

Вот-бы увидеть такое исследование красный-красный.

постараюсь, но натопом думаю интересней

#16: Автор: Валер, Регион: Урал, Вишера

Добавлено: Пт 16 Октябрь 2015, 07:20
—
vladgri, порядок распределения ожидаем, интересны именно абслютные цифры.

#17: Автор: Валер, Регион: Урал, Вишера

Добавлено: Пт 16 Октябрь 2015, 07:26
—

Евгений Колчин писал(а):

натопом думаю интересней

Но топить желательно до выбранной температуры на первом датчике (стенка топки). А то в эксперименте со ступенчатым нагревом большой разброс конечных температур, недотапливал истопник Confused

#18: Автор: vladgri, Регион: г.Павлодар

Добавлено: Пт 16 Октябрь 2015, 07:57
—

Валер писал(а):

vladgri, порядок распределения ожидаем, интересны именно абслютные цифры.

Абсолютные цифры можно получить только "в поле". Или приближенно на основе аналогии с данным экспериментом.

Меня интересует только то насколько близко графически расчеты данной системы(ANSYS) совпадают с экспериментом.

#19: Автор: Валер, Регион: Урал, Вишера

Добавлено: Пт 16 Октябрь 2015, 08:17
—
А мне температура на внутренней границе облицовки, после выхода на режим. Реально получить там перегрев? Может и не нужен базкартон?

#20: Автор: Евгений Колчин, Регион: Москва

Добавлено: Пт 16 Октябрь 2015, 10:04
—

Валер писал(а):

vladgri, порядок распределения ожидаем, интересны именно абслютные цифры.

вот график из файла нагрева

Я не заходил в граничные режимы, как для топки, а представлял стенку печи. По стационарному режиму в своей печи я намерил температуру внутренней части в пределах 120-150*С
Поэтому именно при этой температуре включал нагрев.
Время включения нагрева и выключения проходили для всех тестов одинаково по программатору от начала старта. По таблице они четко прослеживаются.

Учтите еще, что датчик находится внутри кирпича по центру в 1 см от края.
Поэтому:
- температура нижнего датчика на ША8 немного ниже поверхностной на точке соприкосновения с ТЭНом
- температура поверхности М200 немного ниже, чем показания датчика внутри

Нагрев базальт 6 мм.GIF

Описание:

Размер файла:

132.03 КБ

Просмотров:

1001 раз(а)

Форум "Печных Дел Мастера" -> Испытания печей и материалов

output generated using printer-friendly topic mod. Часовой пояс: GMT + 3

На страницу 1, 2, 3 ... 9, 10, 11 След. :| |: Страница 1 из 11