Кружок по физике: «Основы МКТ»

Из опыта работы

учителя физики I категории муниципального бюджетного общеобразовательного

учреждения средней школы № 7 «Эдельвейс»

Костенко Екатерины Борисовны

Организация и проведение экскурсии в отопительную котельную

и к системе отопления зданий
Эта экскурсия проводится для учащихся 8, 9 классов, посещающих кружок по физике по теме: «Основы МКТ» , после прохождения темы: «Теплопередача и работа» Цель экскурсии: 1. Познакомить учащихся с историей предприятия, с производственным процессом в данной отрасли, с организацией и путями повышения эффективности производства. 2. Расширить культурный кругозор учащихся. 3. Воспитывать любовь и уважению к труду. Задачи экскурсии: 1. Выявить последовательностью технологического процесса и особенностями производства, определяющими принципы размещения предприятий данной отрасли, со структурой предприятия и основными производственными специальностями. 2. Научить школьников вести краткие записи по ходу объяснений экскурсовода, анализировать статистические показатели деятельности предприятия, сравнивать производительность и условия труда рабочих в разных цехах предприятия. 3. Собирать данные для составления схем последовательности производственного процесса , внутри- и межотраслевых связей по сырью и готовой продукции. На предварительном занятии учащиеся делают сообщения: 1. «Значение удельной теплоты сгорания различных видов топлива, сжигаемых в топках котельных установок». Для сравнения качества различных видов топлива вводится понятие «условное топливо», удельная теплота сгорания которого принята равной 29300кДж/кг. Для перевода рабочего топлива в условное и обратно, пользуются переводным коэффициентом (эквивалентом «Э»), который определяется по формуле: Э = удельная теплота сгорания рабочего топлива удельная теплота сгорания условного топлива Талица 1 Вид топлива Удельная теплота сгорания топлива кДж/кг Переводной коэффициент, эквивалент Антрацит 26800-31400 0,90-1,07 Бензин авиационный 43500-44400 1,48-1,52 Бурый уголь 10500-14650 0,36-0,50 Дрова 10200-12300 0,37-0,42 Жидкое ракетное топливо 9600 0,33 Каменный уголь 20900-30150 0,71-1,29 Коксовый газ 8080 0,28
Мазут

38900 -39900

1,33-1,36
Природный газ 41900-49000 1,43-1,67 Торф 10900 0,37 1
2. «Горение топлива» Горение топлива – химическое явление, сопровождающееся выделением теплоты и света. Топливо состоит из горючих химических элементов: углерода и водорода, небольшого количества серы, кислорода, а также негорючих – азота, воды и минералов, остающихся после горения топлива в виде золы. Остальные вещества в процессе горения топлива обращаются в газы (дым) и улетучиваются. Горением называется процесс химического соединения горючих веществ, содержащихсяв топливе. Например, при полном сгорании 1 кг углерода образуется углекислый газ с выделением количества теплоты, равного 33900 кДж. При неполном сгорании углерода образуется угарный газ с выделением количества теплоты – 1000 кДж/кг
План экскурсии
1. Знакомство с отопительной котельной. (Инженер). 2. Устройство и принцип работы системы отопления здания. (Инженер). 3. Приемы обслуживания топки котельной установки. (Машинист -кочегар) 4. Сущность тяги. (Сообщение ученика). 5. Виды котлов . (Рассказ ученика). 6. Внутрикотловой и докотловой способы умягчения питательной воды. (Инженер). 7. Устройство и принцип действия манометра. (Инженер). В ходе экскурсии ученикам предоставляется возможность самостоятельно определить давление в котле по показанию манометра. Учитель объясняет учащимся, что не вся теплота, полученная от сгорания в топке, используется полезно, значительная её часть теряется. С увеличением поверхности нагрева увеличивается полезно используемая часть теплоты, и уменьшаются её потери. Для увеличения поверхности нагрева часто поверхность труб делают не гладкой, а волнистой, ребристой, вместо одной трубы устанавливают несколько водяных труб. Для увеличения КПД предварительно готовят воду, прежде чем её наливают в котёл. Если котёл питать жёсткой водой , то на её внутренней поверхности в процессе эксплуатации образуется накипь. Накипь плохо проводит тепло, и поэтому передача тепла нагреваемой в котле воде ухудшается, от этого снижается КПД котельной установки.
Вопросы для итоговой беседы с учащимися
1. Какие виды топлива используются для сжигания в топках отопительных котельных? 2. Какие виды топлива обладают высокой теплотой сгорания? 3. Всё ли количество теплоты, полученное от сжигания топлива, используется в котельной установке полезно? Какими могут быть потери тепла и как их уменьшить? 4. Что такое КПД котельной установки? 5. Как создаётся естественная тяга дымовой трубы? Как зависит сила тяги от высоты трубы и температуры наружного воздуха? 6. В каком случае используют искусственную тягу? 7. Как происходит теплообмен в котельной установке? 8. Как создаётся естественная циркуляция воды в котле? 9. Как устранить образование накипи в котле? 10. Как устроена и действует система водяного отопления здания? 11. Как происходит нагревание воздуха в помещении от нагревательного прибора?
Домашнее задание (Решить задачи)

1.
Теплопроизводительность (количество теплоты, воспринятой его поверхностью нагрева в течение 1 ч.) чугунного секционного котла типа «Универсал» равна 1256 МДж/ч. КПД котельной установки 60 %. Сколько каменного угля сжигается в топке котельной установки за 1 ч? Удельная теплота сгорания угля 27633 кДж/кг. (Ответ: m=76 кг)
2.
Паропроизводительность вертикально-цилиндрического котла 400 кг/ч при температуре пара 170 ⁰ С. Теплосодержание пара (количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг воды от 0 ⁰ С до точки кипения и для полного превращения её в пар при этой температуре) при данной 2
температуре составляет 2765 кДж/кг. КПД котла 65 %. Определите массу условного топлива, сжигаемого в течение 1 ч при эксплуатации котла. (Ответ: m=58 кг).
3.
Пользуясь таблицей 1, определите массу сжигаемого за 1 ч торфа, каменного угля или природного газа для поддержания нормальной паропроизводительности вертикально- цилиндрического котла. (Ответ: 156 кг; 81 кг; 41 кг).
4.
Плотность наружного воздуха 1,29 кг/м 3 . Плотность газов в в дымовой трубе 0,88 кг/м 3 . Высота дымовой трубы 50 м. На сколько. меньше давление газа в топке по сравнению с давлением наружного воздуха? (Ответ: p = 200 Па).
5.
Через систему водяного отопления здания за 1 ч протекает горячая вода объёмом 5 м 3 . Температура воды в подающем трубопроводе 115 ⁰ С, а в обратном трубопроводе 45 ⁰ С. Какое количество теплоты расходуется для отопления здания за 1 ч? (Ответ: Q = 1465 МДж)
Источники:
1. Физика, 8 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений/А.В.Перышкин. – 13-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010. – 191, [1]с.: ил. 2. Гусев В.М., Теплоснабжение и вентиляция, М., Стройиздат, 1973. 3. В.Г.Сердинский, Экскурсии по физике в средней школе;– М.: Просвещение, 1980. – 223 с., ил. 3