ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОБОГРЕВА ПОМЕЩЕНИЙ
Магистрант Бамурзин Ф.К.
Руководитель д.т.н., профессор Беззубцева М.М.
В исследованиях проведен сравнительный анализ эффективности электрического обогрева помещений различными способами [1]. Согласно рекомендациям [2, 3] проведены соответствующие измерения температурного поля, построен план помещения с изображением расположения электрических обогревателей. Для замеров использованы рулетка марки FIT 5M. Абсолютная погрешность градуировки на 1 м не превышает 0,5 мм, что допустимо для проведения лабораторных исследований такого рода.
Снятие данных производили в десяти контрольных точках (рисунок 1). В экспериментах датчики расположены в одних и тех же местах. Восемь датчиков многоканального термометра ХАН-1О находились в зоне действия инфракрасного излучения. Два датчика (термометр спиртовой бытовой -2О..+50С) удалены от исследуемого электронагревательного прибора "ПИОН", чтобы следить за изменением температуры в точках, не попадающих под его действие [2, 3]. При размещении датчиков на схеме учтен телесный угол, в котором распространяется ИК излучение.
Использованы следующие датчики:
- для сравнения мощности теплового потока при удалении от излучающей поверхности датчики №2, №3 и №8 размещены на воображаемой оси максимального излучения (на расстоянии 1,2 и 4 метров от прибора);
- датчики №1, №4, №5 и № 6 размещены на схеме "по краям" инфракрасного потока;
- датчик №7 должен быть установлен на полу и находится в зоне действия ИК излучения. Такое расположение необходимо для сравнения свойств и эффективности инфракрасного и конвекционного методов обогрева.
Два спиртовых термометра (9 и 10), не находящихся в зоне действия прибора, будут показывать наличие конвекционных потоков и время их появления при проведении эксперимента. Использован термометр спиртовой бытовой (20..+50C, погрешность +l0С). Для фиксирования изменений температуры такая погрешность допустима.
Исследования проведены в помещении площадью 35,4 м 2, что, примерно, в 2,5 раза больше расчётной площади для исследуемых обогревателей (с целью получения более четкой картины обогрева). Потерями на обогрев стен и потолка можно пренебречь, так как они одинаковы для проводимых экспериментов. Первый эксперимент проведен с ИК - обогревателем. Данные с датчиков считывались каждые 10 минут. На датчике №2, расположенном на расстоянии одного метра от прибора (уже при снятии первых показаний) наблюдается повышение температуры. Менее значительное` повышение отмечено на датчиках №3 и №4. Наблюдалось действие инфракрасного излучения. На 20 минуте опыта повышение температуры зарегистрировано уже на всех датчиках, попадающих под ИК излучение, в том числе и того, который находится на полу. Через 40 минут установлено повышение температуры на спиртовых термометрах, что свидетельствует о появлении конвекционных потоков от нагретых излучением предметов. За время измерений минимальное изменение температур зафиксировано датчиками №9 и №10 (не находящимися под инфракрасным излучением). Максимальное изменение температур отмечено датчиками, расположенными ближе всего к излучающей пластине. Полученные данные представлены на графике (рисунок 2). Между первым и вторым опытом установлен интервал не менее суток (чтобы помещение остыло и было готово к проведению следующего исследования).