Задача № 3

На рис. 9 и 10 представлены схема и цикл теплофикационной паротурбинной установки с регулируемым отбором пара.

Рис. 9 Рис. 10

Обозначения: ПК – паровой котел, П-пароперегреватель, Т – паровая турбина, ЭГ – электрогенератор, ПТ – потребитель тепла, К – конденсатор, ПБ– питательный бак, Н – насос.

Цифры на схеме соответствуют узловым точкам обратимого цикла, представленного в T-s- диаграмме.

Дано: параметры пара перед турбиной: р₁ = 180 бар, t₁=550 ^оС; давление отбора пара p₂=9 бар; давление пара в конденсаторе р₃=0,04 бар; расход пара, поступающего на турбину, G=280 кг/с; расход пара, направляемого потребителю G_отб=160 кг/с; температура возвращаемого потребителем конденсата t_к=100 ^оC при давлении p₂=9 бар.

Рассчитать:

- значения энтальпий в узловых точках цикла;

- теоретическую мощность обратимого цикла (N_t, кВт);

- теплоту, переданную потребителю (Q_потр, кВт);

- подводимую теплоту в обратимом цикле (Q₁, кВт);

- коэффициент использования тепла (К) обратимого цикла теплофикационной паротурбинной установки;

- термический КПД обратимого цикла без теплофикационного отбора пара (η_t).

Рассчитать:

- значения энтальпий в узловых точках цикла;

- теоретическую мощность обратимого цикла (N_t, кВт);

- теплоту, переданную потребителю (Q_потр, кВт);

- подводимую теплоту в обратимом цикле (Q₁, кВт);

- коэффициент использования тепла (К) обратимого цикла теплофикационной паротурбинной установки;

- термический КПД обратимого цикла без теплофикационного отбора пара (η_t).

Сравнить коэффициент использования тепла (К) теплофикационного цикла с термическим КПД (η_t) цикла без теплофикационного отбора пара и сделать выводы.

Задача № 5

По стальному теплоизолированному трубопроводу, расположенному на открытом воздухе, передается горячий теплоноситель.

Толщина стенки трубы δ=3мм, коэффициент теплопроводности стали λ=50 Вт/(м· К). Температура окружающего воздуха t _ж=20 ^оC, коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к окружающему воздуху α=10Вт/м²·К. остальные данные. Необходимые для расчета: внутренний диаметр трубы (d₁), температура на внутренней поверхности стальной трубы (t₁), толщина слоя изоляции (δ_из) и коэффициент теплопроводности изоляции (λ_из) даны в табл.9 по вариантам.

Рассчитать:

- температуру на поверхности изоляции(t_из).

- температуру наружной поверхности стальной трубы (t₂),

- суточную потерю тепла на участке трубы длиной 100м (Q,Дж).

Ответы выделить. Изобразить схематически график распределения температур по толщине стенки трубы и по толщине изоляции.

№ вар	20
d1, мм	300
t 1 ,оC	165
δиз, мм	80
λиз, Вт/м· К	0,09

Задача № 5

Шаровой калориметр из мрамора диаметром d=50 мм с начальной температурой t_н охлаждается на открытом воздухе с температурой t_ж.

Свойства мрамора: коэффициент теплопроводности λ=3,5 Вт/(м К), удельная теплоемкость с=920 Дж/(кг К), плотность ρ=2800 кг/м³.

Постоянный коэффициент теплоотдачи в процессе охлаждения (α) и другие исходные данные приведены в табл. 14 по вариантам.

Определить, через какое время (τ₁,с) температура в центре шарового калориметра (t_ц) достигнет заданного значения. Какая температура в этот момент времени будет на поверхности шарового калориметра (t_п)?

Изобразить график распределения температуры по диаметру вала для моментов времени τ₌0, τ= τ_1, τ₁₌∞.

Определить полное количество тепла (Q_п, Дж), отданное шаровым калориметром в процессе его охлаждения.

Таблица5

№ вар	20
tн ,оC	10
tж ,оC	95
α, Вт/(м2 К)	18
tц,, с	8,4