SVEUILITE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU
STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODU
ZAVOD ZA ENERGETIKU
SEMINARSKI RADELEKTRINA GRIJALICAEmanuel areviSlavonski Brod, 2016.
SVEUILITE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU
STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODU
SEMINARSKI RADELEKTRINA GRIJALICAKolegij: Voenje energetskih sustavaEmanuel areviMatini broj: 12158440Mentor: Slavonski Brod, 2016.S A D R A J4S A D R A J
11ZADATAK
32RAZLAGANJE SUSTAVA NA ELEMENTARNE KOMPONENTE
43MATEMATIKI MODEL SUSTAVA
64RJEENJA
125ZAKLJUAK
1 ZADATAK
Tlana elektrina grijalica (bojler) kapaciteta 80 l i prikljune snage Pel = 2kW ispunjena je vodom okolinje temperature (15 C). Grija je reguliran dvopoloajnim regulatorom ('Relay'), kod kojeg je toka iskljuivanja namjetena na 77 C, a toka ukljuivanja na 73 C.
Potrebno je odrediti: vrijeme zagrijavanja hladne vode od 15C na 75C;
dnevne energetske gubitke (potronju elektrine energije) za sluaj u kojem nema potronje tople vode;
dnevnu potronju elektrine energije kod potronje tople vode prema dinamici zadanoj dijagramom (koristite blok Repeating Sequence):
Pretpostavke i zanemarenja: masu vode, stijenke i izolacije modelirati kao sustave s koncentriranim parametrima,
toplinska svojstva materijala ne ovise o temperaturi,
koeficijenti prijelaza topline su konstantni,
elektrini grija razmatrati kao tokasti toplinski izvor,
zanemariti izmjenu topline s podnicom i poklopcem, plat cilindra razmatrati kao dvoslojnu beskonanu ravnu stijenku.
Geometrija cilindra: vanjski promjer (430 mm, visina A = 880 mmVoda (50 C)StijenkaIzolacija
V = 0,08 m3cw = 4182 J/kgK
(w = 998 kg/m3
elini lim
( = 4 mm
cs = 461 J/kgK
(s = 7800 kg/m3(s = 46 W/mKpolistiren
( = 22 mm
ciz = 1300 J/kgK
(iz = 1050 kg/m3(iz = 0.14 W/mK
Koeficijenti prijelaza topline (prema Recknagel): (zr_uk = 10 W/m2K; (voda = 750 W/m2K2 RAZLAGANJE SUSTAVA NA ELEMENTARNE KOMPONENTE
3 MATEMATIKI MODEL SUSTAVA Jednadbe bilance:Bilanca energije za masu medija:
Bilanca energije za masu stijenke: Bilanca energije za masu izolacije: Konstitutivne jednadbe:
Toplinski tok medij-stijenka: Toplinski tok stijenka-izolacija: Toplinski tok izolacij-zrak: Ulazni toplinski tok: Izlazni toplinski tok: Model sustava:
Supstitucija:
Dodatne jednadbe:
4 RJEENJA
1. SluajSimulink model:
Dijagram temerature i vremena potrebnog za zagrijavanje medija:
Vrijeme potrebno za zagrijavanje oitano iz grafa je: t(15-75C)=12437 s = 3,4547 h2. Sluaj:Simulink model:
Vrijeme u kojem je grija ukljuen:
t(73-77C)=40710 s = 11,30 h
Potronja elektrine energije: Dijagrami temperature stijenke, izolacije i medija:
3.Sluaj:Simulink model:
Vrijeme u kojem je grija ukljuen:
t=78580 s = 21,8277 h
Potronja elektrine energije: Dijagrami temperature stijenke, izolacije i medija:
5 ZAKLJUAKU prvom sluaju gledamo zagrijavanje medija koji se nalazi u bojleru temperature 15C prema temperaturi 75C. Poetni uvjet u integratoru (15C) i zasienje na temperaturi (75C) prate liniju vremena na kojoj dolazi do maximuma i tu promjena staje. Poto nema promjene protoka tople vode maseni protoci ne uzimaju se u obzir.Kao i kod prvog sluaja izostavljeni su protoci, nadalje u ovom sluaju radi se o odstupanju u razmacima temperatura od 73C do 77C pali se i gasi elektrini grija.
U treem sluaju u jednadbu ulaze toplinski tokovi .