Цикличность тактования газового котла - 1

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Вы с газоанализатором, засунутым зондом в дымоход, у котла стояли в момент розжига или чисто визуально определяли наличие/отсутствие несгоревшего метана в дымоходе?

Гистерезис - это относится к термостатным котлам и. наверное, к электрокотлам. У современных настенных котлов остывание воды определяет не гистерезис (которой у них то ли есть, то ли нет), а задержка повторного розжига горелки, обычно составляющая от 3 до 5 минут. В зависимости от конкретной ситуации за это время вода может и на 5 градусов остыть, и на 35. Еще раз повторю - это не гистерези, это результат антициклирующей задержки розжига горелки!

 

Сегодня провел лабораторную работу.
Исходные данные: Тнар = - 12С, Твн = +27С. Котел 11кВт, Регулятор СИТ-630 на 2,5 деления, Т подачи макс = 55С, Тобр = 35С, СО в режиме ЕЦ, Емкость = 270л, Батареи чугунные = 57 шт, площадь = 42кв.м
Котел делает 6 циклов в час (Цикл состоит из двух тактов: рабочего и отдыха).
Продолжительность общая рабочих тактов - 75%,
Продолжительность тактов отдыха - 25%.

Основная горелка включалась при падении подачи до 52-53С.
При включении основной горелки, вопреки общему представлению, температура подачи (в основании стояка) примерно 2 минуты не росла, а падала примерно на 1С, после чего начинала расти до 55С. Это связано с тем, что в течении этого времени и до начала роста температуры шел процесс внутренней циркуляции в стояке, а не в кольце СО. Термометр подачи установлен в стояке в 20 см выше выхода подачи из котла.
Температура обратки при этом была более стабильной и росла всего на 1С с 34 до 35.
Продолжительность такта "отдыха" была во всех циклах относительно стабильной = 3-4 минуты.
Продолжительность такта "работы" была не так стабильной и составляла от 3 до 16 минут. Причем после двух "коротких рабочих" 3-х минутных тактов наступал один "длинный" 15-16 мин. Эта особенность связана с ЕЦ теплоносителя в СО, в частности с тем, что вопреки расхожему мнению о "бесплатности" ЕЦ в самом деле регуляция циркуляции теплоносителя в СО происходит с учетом гидравлических потерь, на которые так же тратится газ. Вопрос лишь в относительности стоимости газа и электроэнергии расходуемого на циркуляцию.

 

А это можно посчитать?
А то мне кажется там должны быть такие мизерные величины потерь, которыми можно пренебречь

 

Гидравлические потери - это типа трения, т. е. кинетическая энергия движущейся жидкости превращается в тепловую. Т. к. цель СО - тепло, то потери не несут отрицательный характер.

 

Думаю, что можно посчитать для конкретной СО.
Основные гидравлические потери будут на горизонтальных участках, особенно у обратки. Там теплоноситель становится более вязким (в несколько раз).

Тут не совсем все просто. Энергия более высокого уровня не является суммой превращений более низкого. А это значит, что некая дельта (недосягаемая для нас) теряется безвозвратно.
Пример тому запуск СО рассчитанной для ЕЦ или, как в моем случае - понижение температруры подачи при работе основной горелки.
Циркуляция в кольце СО не начнется, пока энергия системы не создаст определенную разницу потенциалов адекватную сопротивлению системы и способную его преодолеть. До этого будет местная конвективная циркуляция котел- стояк СО. Циркуляция теплоносителя в СО с ЕЦ не является постоянной по расходу. Она то останавливается, то преворачивается, то образует местные циркуляционные потоки.
Тепловая энергия в СО совершает механическую работу приводя в движение теплоноситель в кольце СО.

 

Уверен, что Вам есть, что сказать нового научному физическому сообществу. Нобелевка ждет Вас!

 

Да ладно, это всем давно известный факт.

 

Тут в последних постах вообще набор перлов. Что у oss: "энергия более высокого уровня не является суммой превращений более низкого" - это просто новое слово в физике, что у Ayrat: "у современных настенных котлов остывание воды определяет не гистерезис (которой у них то ли есть, то ли нет), а задержка повторного розжига горелки" - а это новое в логике, типа, "ветер дует, потому что деревья качаются".
Жаль, фурсенки торжествуют.

 

Не принижайте свои достижения! Публикуйте, пока не украли!

 

Да уж без меня опубликовали и не мои это достижения.
В специальном понятии вечного двигателя второго рода, невозможнось существования которого как раз и означает невозможность полного преобразования внутренней энергии в механическую и т. д.

Чтобы Фурсенки не торжествовали, я вам объясню, что, например, электрическая энергия имеет более высокий качественный уровень чем тепловая. И для производства 1 кВт электроэнергии нужно затратить тепловой больше чем 1 кВт. Так понятнее?

Айрат выше вам подробно объяснил то, что у термостстических систем задержка включения горелки определяется тепловым гистерезисом, а у большинства настенных - вшитой в электронную систему временной характеристикой.

 

Теперь понятно "откуда ноги растут".
В Вашем сообщении, с которого начался спор, не говорится о преобразовании тепловой энергии в механическую, а ровно наоборот, о механической в тепловую. А вот тут то стоит вспомнить второй закон термодинамики и про рост энтропии. Т. е. про то, что процесс превращения энергии в тепло не является симметричным.
Про что я и отписался...

 

Попробую по-другому вам объяснить:
1. Кольцо СО вместе с котлом и батареями есть ни что иное, как искуственно созданная тепловая машина.
2. Тепловые машины отличаются тем, что их коэффициент полезного действия (КПД) огорчительно мал по сравнению с другими машинами.
Так КПД паровозов, теперь уже практически не использующихся, не превышал 10 %, а сменившие их тепловозы работают с КПД всего около 25 %. КПД лучших современных тепловых двигателей не превышают 50 %.
3. Тепловые машины строят для того, чтобы в них совершалась механическая работа. Когда строят СО с ЕЦ, то тоже подразумевают некоторую необходимую нам механическую работу - циркуляцию теплоносителя.
4. Другими словами, в тепловой машине происходит преобразование части тепловой энергии, то есть энергии беспорядочного молекулярного движения, в механическую — энергию упорядоченного движения.
5. Все тепловые машины действуют циклически.
6. Все количество теплоты, полученное теплоносителем от нагревателя, нельзя преобразовать в механическую энергию; часть его непременно нужно передать холодильнику (отопительным приборам - радиаторам в нашем конкретном случае). Холодильник для тепловой машины так же необходим, как и нагреватель.

Вывод: СО - специально спроектированная тепловая машина с очень низким механическим КПД, достаточным для обеспечения цикличности ее действия.

А так как это возвратно-поступательное движение теплоносителя происходит не в одном общем вертикальном канале, где потоки частицы преодолевают только вязкое трение жидкости, а идет упорядочено в отдельных, в том числе и горизонтальных и подъемных (из расположенных ниже центра нагрева) каналах заданного сечения, определенного гидравлического сопротивления и с определенной скоростью, то в части этих каналов движение теплоносителя имеет характер принудительного , что означает необходимость расходования механической энергии на его перемещение.
А раз энергия свободного конвективного теплообмена расходуется на принудительное движение частиц теплоносителя в отдельных каналах кольца СО, то значит она совершает механическую работу.

 

Конечно нет. Но в подвале очень тихо. Момент включения клапана и пуск газа в запальник и горелку очень хорошо слышен.

наверняка так оно и есть, но у меня оба котла - как Вы говорите "термостатные".
С ув.

 

Ужасная смесь...
Все, что написано под пунктами 1...6 - верно. А вот вывод...
Действительно у тепловой машины есть КПД. Это соотношение тепла, переведенного в работу, к общему количеству тепла. Но т. к. СО создана не для того, что бы производить работу, а для нагрева дома, то нас это КПД практически не волнует - главное, что бы была циркуляция, т. е. что бы нагретый теплоноситель поступал во все тепловые приборы. Пусть механическое КПД СО будет 0.01% (к примеру). Это означает, что 99.99% энергии, полученной теплообменником в топке остается в виде тепла и теряется СО в окружающее пространство (идет на нагрев жилища), а 0.01% преобразуется в механическую энергию, которая совершает работу по циркуляции, которая превращается в тепло и идет на нагрев СО и в итоге теряется в виде тепла в окружающее пространство, т. е. идет на нагрев помещения. В итоге 100% полученного теплообменником тепла идет на нагрев помещения.
Возвращаясь к Вашему примеру с паровозом: Допустим, что его КПД = 10%. Это означает, что 10% тепла нагретого пара превращается в мех. энергию, а 90% в виде горячего пара уходит в трубу. Если паровоз движется равномерно по горизонтальной поверхности, то вся мех. энергия идет на потери на трение о воздух, трение качения по рельсам, трение в движущихся частях механизмов. В результате трения механическая энергия превращается в тепловую. Т. е. 100% полученного пара идет на нагрев планеты, 90% через трубу, 10% через подвижной состав. Если состав идет в гору, то возрастает его потенциальная энергия, т. е. надо сжечь больше угля для того же перемещения, за то при движение под гору, потенциальная энергия будет уменьшаться и угля надо будет меньше. Но в любом случае все в итоге превращается в тепло и греет Землю. Действует закон сохранения энергии!
Иными словами, если паровоз выехал из Екатеринбурга в Москву и вернулся обратно, то все тепло, полученное от сжигания угля, пошло на нагрев атмосферы не зависимо от того, какой КПД у паровоза.
О чем я писал в самом начале? О том, что наша цель нагреть дом. Все тепло, полученное теплоносителем будет передано помещениям дома. Т. е. 100% не зависимо от того, каков КПД СО, как тепловой машины. Т. е. ходит в СО эдакий паровоз по кругу, но не зависимо от его КПД - все тепло в дом.

Которая в результате трения и вязкости, превращается в тепло!
см. "Закон сохранения энергии"

 

Quote="oss, post: 3765696, member: 29255"]Попробую по-другому вам объяснить:
1. Кольцо СО вместе с котлом и батареями есть ни что иное, как искуственно созданная тепловая машина.
2. Тепловые машины отличаются тем, что их коэффициент полезного действия (КПД) огорчительно мал по сравнению с другими машинами.
Так КПД паровозов, теперь уже практически не использующихся, не превышал 10 %, а сменившие их тепловозы работают с КПД всего около 25 %. КПД лучших современных тепловых двигателей не превышают 50 %.
3. Тепловые машины строят для того, чтобы в них совершалась механическая работа. Когда строят СО с ЕЦ, то тоже подразумевают некоторую необходимую нам механическую работу - циркуляцию теплоносителя.
4. Другими словами, в тепловой машине происходит преобразование части тепловой энергии, то есть энергии беспорядочного молекулярного движения, в механическую — энергию упорядоченного движения.
5. Все тепловые машины действуют циклически.
6. Все количество теплоты, полученное теплоносителем от нагревателя, нельзя преобразовать в механическую энергию; часть его непременно нужно передать холодильнику (отопительным приборам - радиаторам в нашем конкретном случае). Холодильник для тепловой машины так же необходим, как и нагреватель.

Вывод: СО - специально спроектированная тепловая машина с очень низким механическим КПД, достаточным для обеспечения цикличности ее действия.

[/quote]
Пункты 1-3 и 5 - редкая по бессмысленности эклектика, а Вывод: СО - специально спроектированная тепловая машина с очень низким механическим КПД, достаточным для обеспечения цикличности ее действия - просто чушь.
По определению машина - это устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации. Определяющим здесь являются "механические движения", преобразуемые во что-то другое, нужное для конкретной задачи (или обратное действие - преобразование видов энергии в механическое движение). К слову, машина ВСЕГДА создается искусственно, т. е. человеком, а не природой.
Поэтому:
1. СО - ни какая не тепловая машина. Очень натянуто и неправильно рассматривать СО как устройство, преобразующее механическое движение в другой вид энергии (информации, материал) или устройство, производящее механическое движение. От того, что движение чего-то в самой СО есть (поток жидкости, к примеру, или вращение ЦН), никак не следует, что сама СО является устройством, производящим механическое движение или преобразующим механическое движение в энергию, т. е. МАШИНОЙ. Просто потому, что производство механического движения или его использования для преобразования не является ЗАДАЧЕЙ для этой системы, и присутствующее в ней механическое движение есть лишь один из внутренних способов реализации её основной задачи.
2. Тезис об огорчительной малости кпд тепловых машин просто бессмысленнен без конкретного сравнения с другими типами машин. Именно, с МАШИНАМИ, а не безмеханическими устройствами преобразования.
3. Повтор - см. пункт 1.
5. Далеко не все тепловые машины действуют циклически, т. е. повторяя разные по виду механические движения через промежутки времени. Самый простой пример НЕ циклической тепловой машины - паровая турбина. Если вы считаете, что то, что для тепловых машин действует т. н. цикл Карно, является достаточным, чтобы утверждать о ЦИКЛИЧНОСТИ всех тепловых машин, то это ошибочно. Наличие слова "цикл" в этом термине никак не говорит о повторяемости механического движения, а лишь о предельных в отношении кпд условиях обменами теплом между нагревателем и холодильником (адиабата/изотерма).

Относительно СО. Формальная задача, для решения которой создается такая система, - разнести по помещениям нагретый котлом теплоноситель и вернуть охлажденный в котел. Казалось бы, очень похоже на машину, потому что что-то куда-то нужно перемещать, т. е. механически двигать. Но это на первый взгляд. Фактически, будет бессмысленным применять к такой системе требования как к машине, потому что ВСЯ энергия, поступающая в неё для обеспечения ее функционирования (в том числе, и электрическая для работы насоса), переходит в тепло и остается в доме. И вы не выделите, да это никому и не нужно, в работе СО механическое движение как некий самостоятельный процесс. Точнее, выделить можно, скажем, для того, чтобы понять, как отдельно работает насос и с каким кпд. Но только для того, чтобы усовершенствовать насос, а вовсе не СО, которая его использует. И для чего нужно знать для работы СО в целом, что где-то там внутри на каком-то этапе кпд преобразования электрической энергии в механическую 100 % или 1 %? В итоге все, скажем, 100 ватт, затрачиваемые на работу насоса, перейдут в тепло и останутся в доме.