2. Программа работы и порядок выполнения

1. Изучить принцип действия и устройство установки.

2. Определить зависимость удельного сопротивления воды от ее температуры.

3. Снять основные характеристики водонагревателя.

Работа выполняется в следующем порядке:

1. Проверить наличие воды в приборе для определения удельного сопротивления и собрать схему включения (рис.2).

2. С разрешения преподавателя или лаборанта включить прибор и произвести нагрев воды до 80ºС. Запись показаний термометра, амперметра и вольтметра заносить в таблицу 1 через каждые 5 минут.

3. Зная удельное сопротивление воды в зависимости от температуры нагрева определить, пользуясь формулой:

(4)

где

с – геометрический коэффициент электродной системы.

Существует упрощенная формула для определения удельного сопротивления воды:

(5)

где р₂₀ – удельное сопротивление воды при 20°С, Ом×см,

t – текущее значение температуры воды, °С.

Таблица 1

Рис.2. Электрическая схема включения.

4. Построить графики зависимостей удельного сопротивления p_t от температуры нагрева воды p_t = f (t), тока I от температуры нагрева воды t, I=f (t).

5. Проверить наличие воды в баке водонагревателя.

6. Собрать схему включения водонагревателя в сеть (рис.2). С разрешения преподавателя или лаборанта включить водонагреватель и произвести нагрев воды в котле до 80°С.

7. Записывать показания термометра в котле, амперметра и вольтметра в табл.2 через каждые 5 минут.

8. Мощность определяется: P_t = 1,71U×It, Вт

9. Построить графики зависимостей тока в водонагревателе I_t в зависимости от температуры нагрева воды t; I_t = f (t), мощности водонагревателя Р_t в зависимости от температуры нагрева воды P_t = f (t) и времени нагрева τ, P_t= f (τ), сопротивления воды в котле R_τ от температуры нагрева воды τ, R_t = f (τ).

6. Построить график зависимости температуры воды в котле от времени нагрева

(6)

11 .Определить основные параметры водонагревателя

а) среднюю мощность водонагревателя приближенно определить по формуле:

Вт (7)

где Р_нач – мощность, развиваемая при начальной температуре нагрева, Вт;

Р_кон – мощность, развиваемая при конечной температуре нагрева, Вт.

б) удельный расход электроэнергии:

(8)

где V – объем воды в водонагревателе, л.

в) коэффициент полезного действия водонагревателя:

(9)

где с – удельная теплоемкость воды 4,19 ,

τ – время нагрева воды от tнач до t_кон , с

12. Определить основные геометрические размеры электродной системы:

а) площадь электродов:

(10)

где δ_доп – допустимая плотность тока для цилиндрических электродов, 2,0А/см²

б) расстояние между электродами:

(11)

где grad U – допустимый градиент напряжения в межэлектродном пространстве, равен 125 -250 В/см