16

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Северо-Кавказский государственный технический университет»

Методические указания

к контрольной работе по дисциплине

«Общая энергетика»

для студентов специальности

140211(100400) «Электроснабжение»

Ставрополь

2007

Методические указания к контрольной работе составлены в соответствии с программой по дисциплине «Общая энергетика» для студентов специальности 140211 (100400) «Электроснабжение».

В них приводятся задания и методика выполнения контрольной работы по разделам «Котельные установки» и «Тепловые двигатели».

Составитель: доцент Боронтов Г. А.

Рецензент: доцент Гейвандов И. А.

Содержание

1 Формулировка задания и его объем	5
2 Общие требования к написанию контрольной работы	8
3 Рекомендации по организации выполнения контрольной работы и примерный календарный план ее выполнения	9
4 Порядок защиты и ответственность студента за выполнение контрольной работы	14
Список рекомендуемой литературы	20

Контрольная работа по дисциплине «Общая энергетика» выполняется применяя знания этой дисциплины, а также таких дисциплин, как «Физика» и «Энергоснабжение».

Целью выполнения контрольной работы является выработка у студентов специальности 140211 практических навыков выполнения теплотехнических расчетов по разделам «Котельные установки» и «Тепловые двигатели».

Задачей выполнения контрольной работы является решение наиболее характерных задач по этим разделам с использованием справочной литературы.

1. Формулировка задания и его объем

Контрольная работа выполняется на основе индивидуальных исходных данных, которые выбираются студентом из таблиц (Табл. 1, 2, 3, 4) в соответствии с последней и предпоследней цифрами шифра зачетной книжки студента.

Задача 1. Задано топливо и паропроизводительность котельного агрегата D. Определить состав рабочей массы топлива и его низшую теплоту сгорания, способ сжигания топлива, тип топки, значение коэффициента избытка воздуха в топке α_т и на выходе из котлоагрегата α_ух по величине присоса воздуха по газовому тракту (Δα); найти теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг (1 м³) топлива и объемы продуктов сгорания при α_ух, а также энтальпию уходящих газов при заданной температуре уходящих газов t_ух d_ух.

Ответить на вопрос: Как зависит температура уходящих газов от коэффициента избытка воздуха и температуры t_ух?

Таблица 1 – Исходные данные к задаче 1

Последняя цифра шифра	Вид топлива	Предпоследняя цифра шифра	D,т/ч	∆α	tух,оC
0	Челябинский уголь Б3 (Бурый)	0	160	0,15	130
1	Райчихинский уголь Б2 (Бурый)	1	120	0,16	130
2	Нижне-Аркагалинский уголь Д ( длиннопламенный)	2	90	0,18	140
3	Донецкий уголь Д ( Длиннопламенный)	3	75	0,20	140
4	Кузнецкий уголь Г (газовый)	4	50	0,22	150
5	Ткибульский уголь Г(газовый)	5	35	0,24	160
6	Мазут сернистый	6	25	0,26	170
7	Газ из газопровода «Саратов-Москва»	7	16	0,30	170
8	Газ из газопровода «Шебелинка-Москва»	8	10	0,32	180
9	Газ из газопровода Ставрополь-Москва	9	6,5	0,35	180

Указание: Элементарный состав и низшая теплота сгорания топлива, а также рекомендации по выбору типа топки и коэффициента избытка воздуха в топке α_т приведены в приложении.

Задача 2

Для условий предыдущей задачи определить потерю теплоты с уходящими газами q₂, составить тепловой баланс котельного агрегата и определить его КПД (брутто). Определить часовой расход натурального и условного топлива (непрерывной продувкой пренебречь). Дано давление пара в котле р_и.п., температура перегретого пара t_и.п и питательной воды t_и.в.

Таблица – 2 Исходные данные к задаче 2

Последняя цифра шифра	Рп.п, МПа	tп.п, 0С	t п.в 0С	Предпоследняя цифра шифра	Pп.п, МПа	tп.п,0С	tп.в, 0С
0	14	545	225	5	4,0	440	150
1	10	540	215	6	4,0	370	145
2	10	540	220	7	4,0	360	145
3	4	440	215	8	1,4	240	100
4	4	400	145	9	1,4	225	100

Ответить на вопрос: Как изменяется часовой расход натурального и условного топлива , если в расчетах учесть непрерывную продувку, приняв ее p=3%.

Задача 3

Определить значение эффективного КПД η_е и эффективной мощности N_е газотурбинной установки (ГТУ) без регенерации теплоты по заданной степени повышения давления в компрессоре π=р₂/р₁ , известным адиабатным КПД компрессора η_к и турбины η_т , температуре воздуха перед компрессором t₁ , температуре газа перед турбиной t₃ и по известному расходу воздуха через ГТУ – G_возд. В расчете принимать: теплоемкость воздуха (и газа) c_p=1,05 кДж/ (кг ); показатель адиабаты К=1,4; механический КПД ГТУ =0,98. Изобразить схему ГТУ без регенерации и дать в ней необходимые пояснения. Показать, как зависит внутренний КПД ГТУ без регенерации теплоты от степени повышения давления в компрессоре =ƒ(π) при T₃=const. Данные для решения задачи выбрать из таблицы 19.

Таблица 3 – Исходные данные к задаче 3

Последняя цифра шифра	T, оC	T3, оС	π	Предпоследняя цифра шифра	ηκ	ητ	Gвоз, кг/c
0	30	850	7,2	0	0,76	0,85	35
1	27	830	9,0	1	0,77	0,83	38
2	24	880	8,8	2	0,78	0,86	40
3	20	870	8,5	3	0,79	0,82	42
4	17	860	8,2	4	0,80	0,84	45
5	14	840	8,0	5	0,81	0,86	48
6	12	820	7,5	6	0,82	0,87	50
7	10	800	7,0	7	0,79	0,85	52
8	7	780	6,5	8	0,81	0,88	55
9	5	760	6,2	9	0,82	0,89	57

Задача 4

Определить диаметр цилиндра D и ход поршня S четырехтактного ДВС по известным значениям эффективной мощности N_е среднего индикаторного давления р_i , механического КПД η_м,числа оборотов двигателя n и отношение S/D. Рассчитать часовой и эффективный удельный расход топлива, если индикаторный КПД двигателя η_i , а низшая теплота сгорания Q_н^р = 43 МДж/кг,

z – число цилиндров двигателя.

Таблица 4 – Исходные данные задачи 4

Последняя цифра шифра	Nе	N, об/мин	ρi	z	Предпос- ледняя цифра шрифта	ηi	ηт	S/D
0	100	2100	600	4	0	0,38	0,81	0,95
1	90	2300	650	6	1	0,42	0,82	0,98
2	80	2500	620	8	2	0,29	0,79	1,05
3	270	2700	740	12	3	0,33	0,80	1,12
4	60	2800	860	4	4	0,40	0,83	1,07
5	50	3000	880	6	5	0,31	0,78	1,15
6	140	2000	800	8	6	0,44	0,81	0,92
7	160	2200	720	12	7	0,43	0,82	1,02
8	75	2400	680	4	8	0,35	0,85	1,08
9	85	2500	630	6	9	0,30	0,84	1,16