ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY"

Pavla Valentová
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 ZÁPADOČESÁ UNIERZITA PLZNI FAULTA ELETROTECHNICÁ ATEDRA ELETROENERGETIY ELETROTEPELNÁ TECHNIA ařiče ypracoval: Otakar Zavř áclav Laxa Ostatní členové měřícího týmu: Jan okeisl Jakub Loquenz Cvičení Datum měření Datum vypracování Středa 4+5 Školní rok 27/28 Semestr 1 Ročník 1 NMgr

členové měřícího týmu: Jan okeisl Jakub Loquenz Cvičení Datum měření 7.11.

2 1. Úvod Pro všechny výrobní procesy je nezbytná mechanická práce a technologické teplo. Obě tyto energie mají ve výrobě význam stejný a základní. poslední době, kdy stále větším tempem probíhá vědecko technický rozvoj, se cosvětově stále více technologických procesů převádí z tepla palivového na teplo ektrické. Elektrické teplo podstatně zvyšuje produktivitu práce, jakost výrobků, zhodnocuje materiály a suroviny, snižuje výrobní náklady a výrazně zlepšuje pracovní a životní prostředí. Odpadají exhalace. První ektrotepná zařízení byla poměrně jednoduchá zařízení odporová a oblouková. Dnes ektrotepná zařízení tvoří rozsáhlý vědní a technický obor se širokou problematikou. yplívá to již jen z jejich rozdělení podle principu přeměny ektrické energie na teplo. Rozdělujeme na odporová, indukční, diektrická, oblouková, plazmová, ektronová a laserová zařízení. tomto referátu se budeme zabývat těmito druhy ohřevů: 1.1. Odporový ohřev: odporových zařízeních se mění energie ektrická v tepnou podle Joulova zákona. Podle vzniku a působení tepla se odporová zařízení rozdělují do dvou základních skupin, a to na zařízení s přímým a nepřímým odporovým ohřevem. zařízeních pro přímý odporový ohřev vzniká teplo průchodem proudu ektricky vodivou pevnou vsázkou nebo ektrolytem. zařízeních s nepřímým odporovým ohřevem vzniká teplo v topných článcích umístěných přímo v pecním prostoru. Lité vařičové desky mají povrchové teploty od 3 C asi do 5 C a teplo z nich se přenáší do varné nádoby vedením. Z toho důvodu je nutné, aby mezi plochou desky a nádobou nebyla vzduchová mezera a tak se nezhoršoval přestup tepla a účinnost ohřevu. zařízeních s nepřímým odporovým ohřevem vzniká teplo v topných článcích umístěných přímo v pecním prostoru Indukční ohřev: Indukční ohřev je možný jen u materiálů ektricky vodivých. předmětu z vodivého materiálu, který je vložen do střídavého magnetického pole, se indukují vířivé proudy. Tyto proudy předmět zahřívají. Teplo se dopravuje střídavým magnetickým polem a vzniká přímo vsázce. znik tepla přímo vsázce, patří k největším výhodám indukčního ohřevu Mikrovlnný ohřev: Mikrovlnný ohřev je zvláštním druhem diektrického ohřevu. Používá se vlnění frekvence řádově gigahertzů. Frekvence se generují ve speciálních ektronkách magnetronech.

Elektrické teplo podstatně zvyšuje produktivitu práce, jakost výrobků, zhodnocuje materiály a suroviny, snižuje výrobní náklady a výrazně zlepšuje pracovní a životní prostředí. Odpadají exhalace.

3 2. Úkol měření: Změřte tepnou účinnost různých ektrických vařičů a mikrovlnné trouby. Zpracujte výsledky a do grafů zakreslete závislosti teploty vody na době ohřevu Měření účinnosti vařičů: Měření účinnosti jednotlivých typů vařičů se provádí proto, aby byla stanovena správnost jejich použití při krátkodobém nebo dlouhodobém používání. Z tohoto hlediska se rozlišují také dva druhy účinností vařičů, a to: 1. účinnost vařiče ze studeného stavu desky. 2. účinnost vařiče při ohřáté desce. Při měření účinnosti ze studeného stavu desky se ohřívá v nádobě naměřené množství vody z teploty 2 C na teplotu 95 C. Pomocí wattmetru je měřen přivedený příkon vařiče, který se spolu s teplotou ohřívané vody odečítá v minutových intervalech. tomto případě bude v účinnosti zahrnuta i energie spotřebovaná na ohřátí vlastního vařiče a její hodnota se určí jako poměr množství energie přivedené ohřívané vodě k ckové energii spotřebované vařičem podle vztahu: η G c k P t ( ν ν ) v G hmota ohřívané vody [kg] c specifické teplo vody [J/kg C] ν, ν k počáteční a konečná teplota vody [ C] P střední hodnota změřeného příkonu vařiče [W] t doba ohřevu [sec] 2.2. Měření účinnosti mikrovlnné trouby: Cílem druhé části je stanovit účinnost mikrovlnné trouby pro různé směsi (voda, voda sůl, voda cukr). Účinnost mikrovlnné trouby se stanoví dle vztahu: η ( υ ) m c υ udaj ektrometru

Z tohoto hlediska se rozlišují také dva druhy účinností vařičů, a to: 1. účinnost vařiče ze studeného stavu desky. 2. účinnost vařiče při ohřáté desce.

4 3. Postup měření: 3.1. ařiče a rychlovazná konvice Do nádob s teploměrem napustíme,7l studené vody. Po každé minutě ohřívání odečítáme teplotu vody a příkon spotřebiče až do okamžiku, kdy voda dosahuje teploty 95 C (v případě indukčního vařiče a rychlovazné konvice odečítáme po půl minutě). Dále jednorázově odečteme napětí v síti a proud odebíraný spotřebičem. ypočteme účinnosti vařičů a graficky znázorníme teplotu vody na době ohřevu Mikrovlnný ohřev tomto úkolu stanovujeme účinnost mikrovlnné trouby při ohřevu 57g studené vody, 5g vody v kombinaci s 7g cukru a také 5g vody s příměsí 7g soli. Po 1:45 min čas. intervalu zjišťujeme rozdíl teplot tekutiny a odečítáme stav ektroměru oproti počáteční hodnotě. Pro každou směs pak určujeme účinnost ohřevu. 4. Schéma zapojení: 5. Naměřené a vypočtené hodnoty 5.1. Indukční vařič U22 I7,6A P teoret W P wattmetr 1657,2 W čas [min] :3 1: 1:3 2: 2:3 3: 3:13 teplota [ C] η G c P ),7 418 ( 97 2) wattmetr t 1657, ,6,744 7,44% 5.2. Odporový vařič U22 I6,2A P teoret W P Elektroměr 1343,3 W čas [min] 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: 9: teplota [ C] 22 24, , η G c P ),7 418 ( 96 22) t ektr. 1343, , ,84%

Dále jednorázově odečteme napětí v síti a proud odebíraný spotřebičem. ypočteme účinnosti vařičů a graficky znázorníme teplotu vody na době ohřevu. 3.2.

5 5.3. Rychlovarná konvice U219 I8,9A P teoret. 1949,1 W P Elektroměr 1976 W čas [min] :3 1: 1:3 2: 2:26 teplota [ C] η G c P ),7 418 ( 97 2) t ektr ,781 78,1% 5.4. Mikrovlnná trouba čistá voda 45Wh 1kWh3,6MJ E162 kj η ) m c, (46 2) E voda + 7g cukru 61947,6 162,382 38,2% 56Wh 1kWh3,6MJ E21,6 kj η ) m c, (47,5 2) E voda + 7g soli 65521,5,325 32,5% Wh 1kWh3,6MJ E396 kj η m c ) E, (41 2) ,6,126 12,6% 396

1976 146 22532 288496,781 78,1% 5.4. Mikrovlnná trouba 5.4.1. čistá voda 45Wh 1kWh3,6MJ E162 kj η ) m c,57 418 (46 2) E 162 5.

6 Závislost teploty vody na době ohřevu T [ C] : 1:12 2:24 3:36 4:48 6: 7:12 8:24 9:36 t [min] Indukční vařič Odporový vařič Rychlovarná konvice

7 6. Závěr Ze zkoumaných spotřebičů má nejvyšší účinnost rychlovarná konvice (78,1%), následuje indukční vařič (7,44%) a mikrovlnná trouba (38,2%). Nejnižší účinnost má podle našeho měření odporový vařič (29,9%) lze však předpokládat, že jsme při měření dopustili chyby, jikož obecně lze mikrovlnou troubu považovat za nejméně účinnou. Sůl obsažená ve vodě zvyšuje její vodivé schopnosti a značná část tepla dodaného mikrovlnnou troubou byla tedy vedena do skleněné nádoby (roztok pak vykazoval nejnižší teplotu v porovnání s další kombinací voda+cukr a samotná voda). 7. Použité přístroje - Mikrovlnná trouba - Odporový vařič - Indukční vařič - Rychlovazná konvice - Ampérmetr - oltmetr - Wattmetr - Elektroměr - Teploměr - Stopky

Podobné dokumenty

Vítězslav Bártl. červen 2013

Vítězslav Bártl. červen 2013 VY_32_INOVACE_VB17_K Jméno autora výukového materiálu Datum (období), ve kterém byl VM vytvořen Ročník, pro který je VM určen Vzdělávací oblast, vzdělávací obor, tematický okruh, téma Anotace Vítězslav