Мihiстеpство освiти і науки укpаїhи

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

Кафедра нафтогазового технологічного

транспорту і теплотехніки

Козак Л.Ю.

Дем’янчук Я.М.

Войцехівська Т.Й.

Курсова робота

Методичні вказівки

по виконанню курсової роботи з дисципліни

„Термодинаміка, теплопередача і теплосилові установки”

для студентів спеціальностей „Нафтове буріння”,

„Видобуток нафти і газу”, „Проектування і спорудження

нафтогазопроводів”

Iвано-Фpанкiвськ

2002

Козак Л.Ю., Дем’янчук Я.М., Войцехівська Т.Й. Курсова робота. Методичні вказівки – Івано-Франківськ: Факел, 2002.

Приведені методичні вказівки по виконанню курсової роботи для студентів спеціальностей „Нафтове буріння”, „Видобуток нафти і газу”, „Проектування і спорудження нафтогазопроводів”

Рецензент:

Негрич В.В. – канд.хім.наук, доцент кафедри НГТТіТ ІФНТУНГ;

Дане видання – власність ІФНТУНГ. Забороняється тиражування та розповсюдження.

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

Кафедра нафтогазового технологічного

транспорту і теплотехніки

Козак Л.Ю.

Дем’янчук Я.М.

Войцехівська Т.Й.

Курсова робота

Методичні вказівки

по виконанню курсової роботи з дисципліни

„Термодинаміка, теплопередача і теплосилові установки”

для студентів спеціальностей „Нафтове буріння”,

„Видобуток нафти і газу”, „Проектування і спорудження

нафтогазопроводів”

Iвано-Фpанкiвськ

2002

Зміст

Вступ ……………………………………………………………………....... 4

1. Мета і задачі курсової роботи ....................................................................... 4

2. Зміст і об’єм курсової роботи ....................................................................... 5

3. Цикли теплових двигунів .............................................................................. 5

3.1 Загальні положення ...................................................................................... 5

3.2 Газотурбінна установка закритого типу з регенерацією теплоти ............ 6

3.3 Цикл ГТУ закритого типу з регенерацією теплоти ................................... 8

3.4 Параметри робочого тіла у характерних точках циклу…………………. 8

3.5 Побудова діаграми циклу ГТУ ................................................................... 9

3.6 Енергетичні і економічні характеристики циклів ..................................... 10

3.7 Визначення площі теплообмінника ............................................................ 13

4. Паливо і продукти його згоряння ................................................................. 17

5. Енергетичні характеристики ГТУ ................................................................ 18

6. Вибір обладнання ........................................................................................... 19

6.1 Теплообмінники .......................................................................................... 19

6.2 Вентилятори і димососи ............................................................................. 19

6.3 Форсунки і пальники.................................................................................... 19

7. Оформлення курсової роботи ....................................................................... 20

8. Захист курсової роботи ................................................................................. 20

Список літератури .......................................................................................... 21

Додаток А ........................................................................................................ 22

Додаток Б ......................................................................................................... 23

Додаток В ......................................................................................................... 24

Додаток Г ........................................................................................................ 26

Додаток Д ......................................................................................................... 28

Додаток Е........................................................................................................... 29

Додаток Є........................................................................................................... 30

Додаток Ж.......................................................................................................... 31

Додаток З............................................................................................................ 32

Вступ

Проблеми ефективного використання палива, енергії і матеріалів останні роки все більше і більше тривожить людство. Занадто високими темпами почало тратитись те, що накопичувалось у надрах землі мільйони років.

Задоволення потреб народного господарства нашої країни у паливі і енергії пов’язано з рядом труднощів, частково з тим, що більшість його необхідно імпортувати з-за кордону за світовими цінами. Тому раціональне ефективне використання палива є одною з основних проблем економіки України.

Одним з найважливіших шляхів економії палива є вибір раціональних типів енергетичних установок і раціональна комплектація їх оптимальним обладнанням, утилізації вторинних енергоресурсів, забезпечення необхідних умов для спалювання важких палив – високов’язких мазутів та ін.

1. Мета і задачі курсової роботи

Мета курсової роботи – підготовка студента до самостійної роботи на виробництві з вирішенням інженерно-технологічних задач, які пов’язанні з використанням і перетворенні теплової енергії, на основі останніх досягнень науки і техніки.

Закріплення, поглиблення і узагальнення знань, отриманих студентом при вивченні курсу “Термодинаміка, теплотехніка і теплосилової установки”, а також з інших дисциплін, що раніше вивчалися, є основною задачею курсової роботи.

У результаті виконання курсової роботи студент повинен

Знати:

– основні шляхи економії енергії і палива у галузі;

– порівняльні характеристики теплосилових установок (ТСУ)

– принципову схему ТСУ, що розраховується, призначення і взаємодію її елементів;

– методику розрахунку циклу ТСУ;

– основні термодинамічні співвідношення, що використовуються у курсовій роботі;

– основні характеристики палива, що використовуються, його переваги і недоліки у порівнянні з іншими видами палива.

Вміти:

– використовувати термодинамічні залежності для визначення параметрів стану робочого тіла (РТ), зміни функції стану і т. д.;

– визначати техніко-економічні показники ТСУ;

– виконувати розрахунок необхідної кількості повітря для спалювання палива, кількості продуктів згорання;

– визначити характеристики палива;

– користуватися довідниками і каталогами;

– використовувати ЕОМ і мікрокалькулятори у програмовому режимі;

– будувати робочу і теплову діаграми циклу ТСУ;

– аналізувати одержані результати і робити висновки;

– логічно і чітко формулювати свої думки і пропозиції.

2. Зміст і об’єм курсової роботи

2.1. У курсовій роботі визначаються основні параметри, що характеризують ефективність перетворення в ТСУ теплоти у роботу, проводиться вибір необхідного теплосилового обладнання, будуються робоча і теплова діаграми циклів.

2.2. Для цього на підставі вихідних даних, вказаних у завданні, визначаються значення параметрів і функції стану у характерних точках циклу, робота і теплота процесів і циклу, теоретична потужність ТСУ і її основних агрегатів (по вказівці керівника курсової роботи ), витрата палива і повітря.

2.3. Виконується порівняння термічного ККД циклу ТСУ з ККД циклу Карно, що здійснюється у тому ж інтервалі температур.

2.4. По значеннях величин, вказаних у п. 2.2., проводиться вибір теплообмінника (ТО), пальникового пристрою, вентилятора, димососа і іншого обладнання по вказівці керівника курсової роботи.

2.5. Текстова частина курсової роботи складається з вступу, основної частини, висновків і списку використаної літератури.

У вступі наводяться основні напрямки, які стосуються перспектив розвитку і вдосконалення теплосилових установок, розрахунку яких присвячена курсова робота, питань економії паливо-енергетичних ресурсів у галузі.

2.6. Об’єм текстової частини курсової роботи складає 25-30 сторінок рукописного тексту.

2.7. Графічна частина роботи виконується на листах міліметрового паперу, формату А4 ГОСТ 2.301-68 і включає принципову схему ТСУ, робочу і теплову діаграми циклів.

3. Цикли теплових двигунів

3.1. Загальні положення

У реальних теплових двигунах перетворення теплоти у роботу пов’язане протіканням складних незворотніх процесів. Тому для оцінки досконалості теплового двигуна і одержання уявлення про способи покращення використання теплоти у двигуні розглядають його термодинамічний цикл. На відміну від дійсних циклів, у яких одночасно протікають термодинамічні, газодинамічні, хімічні процеси, у термодинамічних циклах процеси приймаються зворотними і відсутні будь-які втрати енергії, за виключенням, згідно другого закону термодинаміки віддачі теплоти робочим тілом теплоприймачу.

Такі припущення дозволяють методами термодинаміки досліджувати вплив основних факторів на ефективність основних факторів на ефективність перетворення теплоти у роботу виясняти на скільки досконало протікають окремі процеси у двигуні, порівняти різні двигуни.

3.2. Газотурбінна установка закритого типу з регенерацією теплоти

Принципова схема ГТУ закритого типу з регенерацією теплоти показана на рис. 3.1. Особливістю такої установки на відміну від широко поширених ГТУ відкритого типу, є те, що у ній не проходить періодична зміна робочого тіла а продукти згорання палива служать лиш для нагріву безперервно циркулюючого у ГТУ робочого тіла. Така установка відноситься до двигунів зовнішнього згорання.

Вентилятор 1 подає атмосферне повітря у камеру згорання 3, де проходить згорання палива. Продукти згорання з досить високою температурою поступають у підігрівач робочого тіла 4, з якого направляються у підігрівач 2 для підвищення температури атмосферного повітря перед його поступленням у камеру згорання. З підігрівача продукти згорання палива відсмоктуються димососом 9.

Робоче тіло стискається у компресорі 8 і подається для підігріву спочатку у регенератор 6, а потім – у підігрівач 4, звідки воно поступає у турбіну 5, на лопатках якої розміщується, виконуючи роботу. Охолодження РТ після турбіни здійснюється послідовно у регенераторі 6, охолоджувача 7.

Не дивлячись на велику складність у порівнянні з ГТУ відкритого типу ГТУ закритого типу мають ряд переваг. По-перше, продукти згорання палива не проходять через турбіну, а їх дії підлягає тільки теплообмінник 4 (див. рис. 3.1.). Звідси випливає, що діапазон застосування палива у таких установках більш широкий. У них можна спалювати тверде паливо, так як тверді частинки, що містяться у продуктах згорання цих палив, викликають ерозію елементів проточної частини турбіни, що омивається газами з великими швидкостями. У теплообміннику швидкість руху газів менша, відповідно і менша швидкість його ерозії.

По-друге, в установці закритого типу тиск робочого тіла перед компресором може бути значно вище атмосферного. Це дозволяє суттєво зменшити розміри компресора, турбіни і теплообмінника при незмінній потужності установки.

По-третє, спалювання палива у камері згорання ГТУ закритого типу можна організувати таким чином, щоб звести до мінімуму забруднення навколишнього середовища.

1 – вентилятор;

2 – підігрівач повітря;

3 – камера згорання;

4 – підігрівач робочого тіла;

5 – турбіна;

6 – регенератор;

7 – охолоджувач;

8 – компресор;

9 – димосос.

Рисунок 3.1 – Принципова схема ГТУ закритого типу з

регенерацією теплоти.

3.3. Цикл гту закритого типу з регенерацією теплоти.

На рис. 3.2 і 3.3 зображений цикл ГТУ закритого типу з регенерацією теплоти у координатах VP і sT. Адіабатний процес 1-2 відповідає стиску РТ у компресорі. Ізобарний процес 2-6 відповідає підігріву РТ у регенераторі (див. рис. 3.1), а ізобарний процес 6-3 – підводу теплоти до РТ у підігрівачі 4.

Розширення робочого тіла у турбіні зображається адіабатою 3-4. Ізобарний відвід теплоти від РТ здійснюється у регенераторі (процес 4-5) і в охолоджувачі (процес 5-1).

В подальшому РТ у регенераторі, яке направляється з турбіни 5 в охолоджувач 7 і яке має більш високу температуру, будемо іменувати гарячим теплоносієм. РТ, яке поступає у регенератор після компресора 8, будемо іменувати холодним теплоносієм.

3.4. Параметри робочого тіла у характерних точках циклу.

3.4.1. Для розрахунку приймається що стан РТ описується рівнянням стану газу, при цьому теплоємність РТ не залежить від температури. Тому невідоме значення одного з термічних параметрів стану робочого тіла (P,V,T) можна визначити з рівняння стану ідеального газу за двома відомими значеннями.

3.4.2. Зв’язок між параметрами робочого тіла на початку ( ) і у кінці ( ) адіабатного процесу стиску РТ визначається співвідношеннями:

(3.1)

(3,2)

(3.3)

Показник адіабати k для даних співвідношень залежить від того, який газ є робочим тілом (див. додаток А). Ці ж співвідношення слід використовувати для визначення параметрів РТ у процесі адіабатного розширення. Для ізобарного процесу параметри РТ визначається з рівнянь:

(3.4)

А зміна ентропії: (3.5)

де

– середня масова ізобарна теплоємність РТ, .

3.4.3 Визначення середньої масової ізобарної теплоємності.

Середня теплоємність у заданому інтервалі температур визначається через істину масову ізобарну теплоємність за формулою [4] (додаток Б)

(3.6)

де

– діапазон зміни температури ;

С_х – істинна теплоємність, яку можна визначити з залежності:

С_х = а + b(T/100) + d(T/100)² + e(T/100)³ , (3.7)

де a, b, d, e – коефіцієнти функціональної залежності істинної теплоємності газу від абсолютної температури (див. додаток Б)

В загальному вигляді середня молярна ізобарна теплоємність визначається з формули

(3.8)

Середня масова ізобарна теплоємність визначається через середню молярну

^(3.9)

^{де µ - молекулярна маса компонентів.}

3.4.4. Після визначення параметрів РТ у вузлових точках циклу будується робоча і теплова діаграми.

3.5. Побудова діаграм циклу гту.

3.5.1. Термодинамічний цикл ГТУ з регенерацією теплоти будується у системі координат ,P i s,Т

3.5.2. Масштаби по координатним осям слід прийняти з таким розрахунком, щоб довжина і висота знаходилась у діапазоні 90-150 мм.

3.5.3. Після вибору масштабів (вони можуть бути різними для різних осей необхідно на шкалах нанести рівномірно поділки, потім для робочої діаграми нанести значення питомого об’єму і тиску РТ нанести характерні точки циклу (1, 2, 3, 4).

Для побудови адіабат використовується співвідношення (3.3), при цьому необхідно взяти не менше десяти точок в інтервалі [ ₁, ₂] і в інтервалі [ ₃, ₄]. Результати розрахунку необхідно привести у табличній формі.

3.5.4. Для визначення координат проміжних точок ізобари у тепловій діаграмі циклу необхідно інтервал зміни температури РТ розбити не менше як десять підінтервалів і для кожного з них визначити ΔS, а потім з урахуванням прийнятого початку відрахунку визначити питому ентропію у кінці кожного підінтервалу.У розрахунках сили використати співвідношення

(3.10)

де

– зміна ентропії РТ у підінтервалі [T_i,T_i+1], кДж/(К·кг)

T_i – температура РТ на початку підінтервалу, К.

T_i+1 – температура РТ у кінці підінтервалу, К.

Оскільки при дослідженні термодинамічних процесів важливо знати не абсолютне значення ентропії, а тільки її зміну, то початок її відліку можна вибрати довільним, наприклад, 1 кДж/(кг·К) при мінімальній температурі циклу.

3.5.5. При побудові діаграм термодинамічного циклу не рекомендується розміщувати характерні точки на осях координат. У підрисункових підписах слід виписати координати характерних точок (див. рисунки 3.2, 3.3).

3.5.6. Додатково на тепловій діаграмі зобразити цикл Карно з інтервалом температур [Т₁, Т₃] (див. рис. 3.3).

3.6. Енергетичні і економічні характеристики циклів.

3.6.1. Характеристика циклу ГТУ з регенерацією. Термічний ККД циклу

(3.11)

де , а .

Питома теплота, підведена до РТ

q₁ = C_pm·(T₃ – T₂) (3.12)

Питома теплота, відведена від РТ

q₂ = C_pm·(T₁ – T₄) (3.13)

₁ = 0,569 м³/кг; ₂ = 0,200 м³/кг;

₃ = 0,577 м³/кг; ₄ = 1,759 м³/кг;

P₁ = 0,25 МПа; P₂ = 1 МПа;

Р – абсолютний тиск;

 – питомий об’єм;

Рисунок 3.2. – Робоча діаграма циклу ГТУ

T₁ = 308,2 К; Т₂ = 432,3 К; Т₃ = 1249,2 К; Т₄ = 952,6 К;

S₁ = S₂ = 1,0 ; S₃ = S₄ = 3,27 ;

Т – абсолютна температура;

S – питома ентропія.

Рисунок 3.3 – Теплова діаграма циклів ГТУ і Карно

Питома робота адіабатного стиску РТ

l_ст = C_v· (T₁ – T₂) (3.14)

де

C_v – масова теплоємність при сталому об’ємі.

Питома робота адіабатного розширення РТ

l_p = C_v· (T₃ – T₄) (3.15)

Питома робота компресора

(3.16) Питома робота турбіни

(3.17) Питома робота циклу

l_ц = l_к + l_т (3.18)

3.6.3. Характеристики циклу Карно

Термічний ккд

(3.19)

Питома теплота, підведена до рт

(3.20)

Питома теплота, відведена від РТ

(3.21)

Питома робота циклу

l_k = q_1k + q_2k (3.22)

3.7. Визначення площі теплообміну регенератора гту

3.7.1. Наявна питома теплота, яка теоретично може бути передана у регенераторі гарячим теплоносієм холодному, знаходиться з формули

q_{p max} = C_pm∙(T₄ – T₂) (3.23)

де C_pm – теплоємність теплоносія (в даному випадку РТ);

T₄ – температура РТ у кінці адіабатного розширення;

T₁ – температура РТ у кінці адіабатного стиску.

3.7.2. Для здійснення теплообміну між гарячими і холодними теплоносіями у регенераторі необхідна різниця температур. Тому передана теплота у регенераторі q_p менша від наявної теплоти q_{p max} . Величина переданої теплоти у регенераторі визначається по формулі

q_p = σ · q_{p max} , (3.24)

де

σ – степінь регенерації.

3.7.3. Площа поверхні теплообміну регенератора визначається за формулою

, (3.25)

де

G - секундна витрата теплоносія, кг/с ;

k_Т - середнє значення коефіцієнта теплопередачі у регенераторі , Вт/(м·К) ;

Δt - середня різниця температури у регенераторі, К.

3.7.4. Термічний ККД циклу ГТУ з регенерацією теплоти

(3.26)

3.7.4. Середня різниця температури (температурний перепад) для теплообмінних апаратів з протиточною (рис.3.4, а) і прямоточною схемою руху (рис.3.4, б) теплоносіїв визначається з співвідношень для протитоку

(3.27)

для прямотоку

(3.28)

Всі позначення вище приведених співвідношень дані у підрисункових підписах відповідно схем руху теплоносіїв (див. рис. 3.4.).

Для схем перехресного потоку і для других більш складних схем руху теплоносіїв середній температурний перепад визначається з формули

Δt = ·Δt – протитоку , (3.29)

де – поправка яка визначається з допоміжних графік

залежності від двох допоміжних величин

, (3.30)

Температура гарячого теплоносія на вході і теплообмінник

(3.31)

Температура гарячого теплоносія на виході з теплообмінника

(3.32)

Водяний еквівалент теплоносія:

(3.33)

Температура холодного теплоносія на вході і теплообмінник

(3.34)

Температура холодного теплоносія на виході з теплообмінника

(3.35)

3.7.5. Параметри стану робочого тіла у точках 5 і 6 циклу ГТУ з регенерацією теплоти визначаються за наступними залежностями:

тиски P₅ = P₁ = P₄ ; P₆ = P₃ = P₂

температури Т₅ = + 273,2 ; Т₆ = + 273,2

питомі об’єми ;

зміна питомої ентропії ;

6. Згідно розрахованих параметрів стану, нанести точки 5 і 6 на робочу і теплову діаграми.

3.7.7. За знайденими температурами теплоносіїв побудувати на листі міліметрівки розміру А4 схему потоків в теплообміннику (див.рис.3.4).

­

– температура гарячого теплоносія на вході у теплообмінник;

– температура гарячого теплоносія на виході з теплообмінника;

– температура холодного теплоносія на вході;

– температура холодного теплоносія на виході.

Рисунок 4.1 – Схеми потоків у теплообмінних апаратах

4. Паливо і продукти його згоряння

4.1. Нижчу теплоту згорання рідких і твердих палив при відсутності довідкових даних можна визначити за формулою д.І. Мендєлєєва [5]

Hu = 4,187·[82·C^P + 300·H^P – 26·(O^P - S^P_л ) – 6·(9·H^P + W^P)] (4.1)

де

Hu – нижча теплота згорання палива, кДж/кг;

C^P, H^P, O^P, S^P_л, W^P – масова концентрація вуглецю, водню, кисню, сірки і

вологи у робочій масі палива, %.

4.2. Нижча теплота згорання газоподібного палива при температурі t = 20°C і тиску р = 101,3 кПа визначається за формулою

Hu = 100,5·H₂ + 334,1·CH₄ + 598,5·C₂H₆ + 865,3·C₃H₈ +

+ 1142,7·C₄ H₁₀ + 1440,2·C₅H₁₂ +117,8·CO + 217,5·H₂S (4.2)

де

Hu – нижча теплота згорання палива, кДж/кг;

Н_{2 ,} СН₄ , … – об’ємна концентрація відповідно водню,

метану і т. д. у паливі, %.

4.3. Стехіометрична витрата сухого повітря для згорання 1кг твердого або рідкого палива [6], м²/кг

V^o = 0,0889·(C^P + 0,375·S^P ) + 0,265·H^P – 0,0333·O^P. (4.3)

4.4. Стехіометрична витрата сухого повітря для згорання 1м³ газоподібного палива.

V^o = (0,5·CO + 0,5·H₂ + 1,5·H₂S + Σ(n + m/4)·C_nH_m – O₂)/21 (4.4)

де

V^o – стехіометрична витрата повітря , м³;

CO, H₂, H₂S, O₂ – об’ємна концентрація у паливі моноокислу вуглецю,

водню, сірководню, кисню, %;

n,m – кількість атомів відповідно вуглецю і водню у

хімічному з’єднані С_nH_m;

C_nH_m – об’ємна концентрація у паливі вуглеводню, що

складається з n атомів С і m атомів Н, %.

4.5. Об’єм складових продуктів згорання 1кг рідкого (твердого)

палива при коефіцієнті надлишку повітря.

діоксид вуглецю ; (4.5)

азот ; (4.6)

кисень ; (4.7)

діоксид сірки ; (4.8)

водяна пара

(4.9)

В формулі (4.9) позначено:

W_Ф - волога вдування або парового розпилення мазуту, кг/кг.

Переважно парові форсунки споживають 0,3 ÷ 0,5 кг пари на 1 кг мазуту [7.ст.277]. Для газомазутних пальників, в яких використовуються форсунки заводу “Ільмарине” з паровим розпиленням мазуту можна приймати

W_Ф = 0.05 кг/кг [6, с.355].

4.6. Об’єм складових продуктів згорання 1м³ газоподібного палива:

діоксид вуглецю = 0,01·(CO₂ + CO + C_nH_m); (4.10)

кисень = 0,21·(α – 1)·V˚; (4.11)

азот = 0,79·α·V° + 0,01·N₂ (4.12)

діоксид сірки = 0,01·H₂S; (4.13)

водяна пара = (H₂S + H₂ + 0,5Σ m C_nH_m +1,61αV° + 0,124d)/100 (4.14)

де

d – кількість вологи у газоподібному паливі , г/м³

Значення d у залежності від температури палива приведені в [6, с. 323].

4.7 Об’єм продуктів згорання 1кг рідкого(твердого) палива або 1м³ газоподібного палива.

V_пз0 = + + + + . (4.16)

5. Енергетичні характеристики гту

5.1 Теоретична потужність ГТУ

(5.1)

де G – масова витрата РТ, кг/с

5.2 Секундна витрата рідкого (твердого) палива, кг/с

G_п = N/(Hu·η_t) (5.2)

5.3 Секундна витрата повітря для згорання палива, м³/с

V_пов =G_п ·α·V°. (5.3)

5.4. Секундне утворення продуктів згорання палива, м³/с

V_пз = G_п·V_пз0 (5.4)

5.5. При роботі ГТУ на газоподібному паливі у вище приведених формулах замість G_п потрібно записати V_г.

6. Вибір обладнання

6.1. Теплообмінники.

При виборі типу теплообмінника (ТО) слід врахувати такі його характеристики, як можливість досягнення високих швидкостей теплоносіїв, масу і габарити , вартість виготовлення і експлуатації , дію теплоносіїв на поверхню теплообміну, гідравлічний опір .

Кожухотрубчаті ТО використовуються для теплообміну між рідинами , рідинами і газами , коли необхідна велика площа теплообміну F. Основні параметри цих ТО стандартизовані. Для них F = 1,0...1369 м² [8].

По значенню F слід вибирати тип ТО, вказавши його основні характеристики і позначення згідно відповідного стандарту (див. додаток Г).

6.2. Вентилятори і димососи.

Вентилятори і димососи вибираються за значенням секундної витрати відповідно до значень секундної витрати повітря і продуктів згорання з врахуванням 10-30% запасу по подачі [11].

В курсовій роботі слід подати їх основні характеристики: марку, типорозмір, подачу, тиск на виході (перепад), робочу температуру газу, який подається, частоту обертання валу, ККД, необхідну потужність.

6.3. Форсунки і пальники.

Форсунки для спалювання рідкого палива підбирають за секундною витратою. Для подачі мазуту використовують форсунки з паровим (повітряним) розпилюванням (G_п = 0,017...0,33 кг/с ) і механічним (G_п = 0,53...2,78 кг/с) [6, с. 355].

Для спалювання газоподібного палива з повітрям використовують пальники без попереднього змішування палива з повітрям і частковим попереднім змішуванням (Vr = 0,2...4 м³/с), а також з попереднім змішуванням

(V_г = 0,1 м³/с), [6, с. 349].

7. Оформлення курсової роботи.

Курсова робота повинна бути написана студентом на одній стороні листа білого паперу формату А4 по ГОСТ 2.301-68 чорнилами одного кольору (чорного, синього, фіолетового) чітким розбірливим почерком.

На кожному листі роботи, за виключенням титульного листа і завдання на курсову роботу, чорним кольором виконується рамка з основним написом по формі 2а ГОСТ 2.104-68. На листі, де розміщено “Зміст”, виконується рамка з основним написом по формі 2. ГОСТ 2.104-68.

Першим листом курсової роботи є титульний лист , другим – завдання на курсову роботу, третім – зміст. Перший і другий листи не нумеруються. Надписи на титульному листі повинні бути виконані шрифтом типу А або Б по ГОСТ 2.304-81. Розмір шрифту – від 3,5 до 10 у залежності від змісту надпису (див. додаток Д).

Допускається оформлення титульного листа машинописним способом. Титульний лист повинен бути виготовлений з білого паперу, більш щільного ніж листи текстової частини курсової роботи.

Листи курсової роботи повинні бути зшиті металевими скобками, виступаючі частини яких слід акуратно заклеїти полосою паперу кольору обкладинки.

8. Захист курсової роботи.

Курсова робота повинна бути перевіреною керівником перед захистом. Підпис керівника є допуском роботи до захисту.

Захист курсової роботи проводиться у комісії з 2-3 викладачів.

При захисті курсової роботи студент виступає з короткою доповіддю (3-5 хвилин), в якій вказує тему і об’єм роботи, стримані результати і висновки . Після доповіді студенту задаються питання.

Оцінка по роботі виставляється з урахуванням досконалості розроблених питань, якості і правильності виконання розрахунків, текстової і графічної частини роботи, систематичності і самостійності роботи студента, чіткості доповіді і виявлення знань при відповіді на питання.

У випадку отримання незадовільної оцінки перезахист курсової роботи не допускається, а студенту при згоді деканату видається інше завдання.

Список літератури

1. Автомобильные двигатели / Под ред. М.С.Ховаха. – М:

Машиностроение, 1977.-591 с.

2. Алексеев Г.Н. Общая теплотехника. – М: Высшая

школа, 1980.

3. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и

теплопередача. – М: Высшая школа,1975.-496 с.

4. Козак Ф.В. Расчеты теплоемкостей и характеристик

газовых смесей. – Киев:УМК 160, 1989.-89 С.

5. Теплотехнический справочник / Под ред. В.Н.Юренова

и П.Д. Лебедева, Т.” –М: Энергия, 1975.-744 с.

6. Теплотехнический справочник / Под ред. В.Н.Юренова

и П.Д. Лебедева, Т.” –М: Энергия, 1976.-720 с.

7. Теплотехника / Под ред. И.Н.Сушкина, -М: Металургия

1973.-325 с.

8. Оновные процессы и аппараты химической технологии:

Пособие по проектированию / Под ред. Ю.И. Дытнерского, -М: Химия, 1983.-215 с.

9. Барановский Н.В., Коваленко Л.М., Ястребецький А.Р. Пластинчатые и спиральные теплообменники. –М: Машиностроение, 1973,-370 с.

10. Пластинчатые теплообменники: Каталог. –М: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1974, -242 С.

11. Дымососи и вентиляторы: Каталог, -М: НИИЭИНФОРМЭНЕРГОМАШ, 1980, -251 С.

Додаток А

Характеристики складників робочого тіла

Газ	Хімічна формула	Молярна маса кг/кмоль μ	Питома газова стала, Дж/(кг·К)	Показник адіабати при 0°С
Водень Гелій Аміак Водяна пара Азот Сірководень Диоксид сірки Триоксид сірки Монооксид вуглецю Кисень Диоксид вуглецю Метан Етан Пропан Бутан Пентан Повітря	H2 He NH3 H2O N2 H2S SO2 SO3 CO O2 CO2 СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 С5Н12 —	2,016 4,003 17,031 18,02 28,02 34,1 64,1 80,062 28,01 32,00 44,01 16,03 30,05 44,06 58,08 72,10 28,97	4124 2077 488 461,4 296,7 244 130 103,8 296,8 259,8 188,9 519 277 189 143 115 287,0	1,41 1,64 1,33 1,33 1,40 1,3 1,31 1,3 1,40 1,40 1,30 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,40

Додаток Б

Істинна молярна теплоємність газів при постійному тиску

Газ	Коефіцієнти рівняння Cμp= a + b(T/100) + d(T/100)² , кДж/(кмоль К)			Температурний інтервал
	a	b·10	d·102
CO CO2 Cl2 H2 HCl H2S N2 NH3 NO N2O SO2 SO3 Повітря	26,879 26,017 36,928 29,085 28,186 27,717 27,884 25,481 26,963 31,460 29,793 25,443 27,453	6,971 43,560 0,2512 -0,8369 1,811 21,495 4,271 36,894 8,662 44,024 39,825 98,545 6,184	-0,8206 -14,842 -2,847 2,013 1,548 -3,576 0 -6,305 -1,761 -14,951 -14,7 -40,558 -0,8993	298 – 1500 298 – 1500 298 – 1500 390 – 1500 298 – 1500 298 – 1500 298 – 2500 298 – 1500 298 –1500 298 – 1500 298 – 1500 298 – 1500 298 - 1500
NO2** O2**	42,160 27,335	3,39 9,550	-3770 -6990	298 – 3000 298 – 2000

** За рівнянням C = a + b(T/100) + d(T/100)^-2

Додаток В

Середні склади природних газів деяких родовищ

бувшого СССР

Родовище	Склад газу (по об’єму), %
	СН4	С2Н6	С3Н8	С4Н10	С5Н12 + вищі	СО2	N2 + рідкісні	Н2S
Північні родовища
Уренгойське: горизонт баланжин горизонт юра горизонт сеноман Медвеже: горизонт сеноман горизонт баланжин горизонт юра Заполярне: Тазівське: горизонт сеноман горизонт баланжин горизонт юра Губкінське: Комсомольське: горизонт сеноман горизонт юра Вингапуровське: Ювілейне: Мессояхське: Соленінське: Березівське: Вуктильське: Вай-Вожське:	92,5 87,0 98,8 99,2 85,9 63,7 98,4 98,6 93,1 87,5 98,4 97,2 94,5 95,1 98,4 97,6 95,8 94,8 81,8 84,4	2,00 6,20 0,07 0,18 4,70 10,2 0,07 0,10 2,70 6,70 0,12 0,18 2,70 0,32 0,07 0,10 2,90 1,20 8,80 5,20	0,82 3,40 – – 3,10 12,60 0,02 0,07 0,28 2,10 0,01 0,01 0,50 – 0,03 0,08 0,07 0,30 2,80 1,30	0,50 1,98 – – 1,80 7,60 – 0,02 0,17 0,59 0,04 – 0,10 – – 0,01 0,20 0,10 0,90 0,43	0,15 0,20 0,04 0,01 1,00 3,40 0,01 0,01 0,15 0,11 0,03 0,01 0,10 – – 0,01 0,13 0,16 0,30 0,15	0,33 0,12 0,29 0,01 0,50 0,70 0,20 0,20 0,40 0,60 0,10 0,10 0,20 0,28 0,40 0,60 0,40 0,54 0,30 0,22	3,7 1,1 0,8 0,6 3,2 1,8 1,3 1,0 3,2 2,4 1,3 2,5 1,9 4,3 1,1 1,6 0,5 3,0 5,1 8,3

Продовження додатку В

Родовище	Склад газу (по об’єму), %
	СН4			С2Н6			С3Н8			С4Н10		С5Н12 + вищі		СО2	N2 + рідкісні	Н2S
Середньоазіатські родовища
Ачакське: горизонт нижній мел горизонт верхня юра Гугуртлі: горизонт нижній мел горизонт верхня юра горизонт нижня юра Наіп: Самантепінське: Майське: Шатликське: Байрамалинське: Газлінське: Учкирське: Північно-мубарекське:	93,7 89,2 91,4 92,4 89,7 92,3 88,3 97,7 94,6 97,3 94,7 92,5 91,1			3,60 4,60 4,20 3,80 4,50 3,90 2,30 0,07 2,20 1,20 3,70 4,40 3,70			0,80 1,50 1,10 0,80 1,27 0,90 0,36 0,08 0,27 0,09 0,10 1,00 1,10			0,37 0,44 0,33 0,32 0,46 0,45 0,15 0,02 0,20 0,10 0,19 0,36 1,22		0,53 0,46 0,20 0,19 0,26 0,35 0,19 – 0,13 0,01 0,11 0,12 0,51		0,30 0,50 0,70 1,00 0,60 0,50 5,00 0,90 1,40 0,50 0,20 0,40 1,00	0,7 3,30 1,9 1,3 3,2 1,6 0,5 0,6 1,2 0,3 1,0 1,2 1,1	– – 0,17 0,19 0,01 – 3,30 0,02 0,27
Родовища України
Шебелинське: Єфремовське: Кегичевське: Солоховське: Машевське: Пролетарське: Джанкойське: Вергунське:		92,2 93,2 93,2 86,5 92,7 86,2 96,0 84,6			4,10 3,90 3,30 0,16 3,70 5,30 0,50 3,40			1,00 0,84 1,40 0,12 0,64 2,40 0,26 1,00			0,36 0,28 0,25 0,05 0,27 2,00 0,04 0,36	0,33 0,18 0,15 0,11 0,29 1,80 1,80 0,34		0,10 0,20 0,50 0,06 0,40 0,80 0,20 1,30	2,0 1,4 1,2 13,0 2,0 1,5 3,0 9,0
Склад інших родовищ
Оренбургське: Покровське: Північно-Ставропольське:			92,7 65,3 98,7			2,20 4,90 0,33			0,80 2,10 0,12		0,22 0,90 0,04		0,18 0,50 0,01	0,20 0,30 0,70	1,1 2,6 0,70	2,6

Додаток Ж

Характеристики газомазутних пальників

Тип пальника	Форсунки	Продуктивність		Швидкість газу на виході з труби, м/с	Тиск газу перед пальником, кПа	Швидкість повітря в амбразурі, м/с	Коефіцієнт опору повітряного каналу	Тиск повітря перед пальником, кПа	Тиск мазуту перед форсункою, МПа	Довжина факела при роботі на мазуті, м
		Мазут, кг/с	Газ, м3/с
Вихровий з периферійною подачею газу, центральною форсункою, двох потоковим підведенням повітря і осьовим регістром (Рис.6.19)	М.р.	0,28 0,49 0,70 1,11 1,67	0,30 0,53 0,76 1,21 1,82	130 130 128 143 160	200 200 200 300 400	30-40 30-40 30-40 35-40 35-50	3,0 3,0 3,0 3,0 3,0	9,3-16,5 -“- -“- 12,5-20,8 12,5-25,8	3,5-4,0 -“- -“- -“- -“-	5,0-4,0 6,0-5,0 6,5-6,0 7,0-6,5 8,0-7,0 5,0
Вихровий з центральною подачею газу і мазуту, одно потоковим підведенням повітря і тангенціальним регістром (Рис.6.20)	М.р.	0,48	0,53	120	300	40	2,5	12,8	-“-	5,0
Прямоточний з подачею газу через ряд труб, центральною форсункою, трьох потоковим підводом повітря і аксіальним завихрювачем 15% (Рис.6.21)	М.р. Або П.р.	1,11 1,67	1,21 1,82	120 140	300 300	60 70	1,7 1,7	20,0 25,0	3,5 3,5	Від 5 до 10 калібрів
Вихровий з комбінованим підведенням газу, центральною подачею мазуту, трьох потоковий з тангенціальним і осьовим підведенням повітря через завихрювачі (Рис.6,22)	М.р Або П.р.	1,67 2,80	1,82 3,10	120 120	300 300	50-65 45	2,3 2,2	16,5-30,0 13,5	3,5 3,5	7,0-6,0 9,0
Прямоточний з центральною подачею газу і мазуту, двох потоковим підведенням повітря і завихрювачем 15-20% (Рис.6.23)	М.р.	2,5	3,0	100	200	90	Не виз.	40,0	3,5	15,5
ПРИМІТКА: М.р. - форсунка механічного розпилювання. П.р. - форсунка парового розпилювання. Швидкість повітря в амбразурі задається по номінальному навантаженні, коефіцієнт надлишку повітря у пальнику 1,0 і температурі повітря 250ºС. Одно потокові пальники з форсунками мех. розпилювання мають границі регулювання від 100 до 75%, двох потокові від 100 до 50%, прямоточні від 100 до 30%. При установці парових форсунок границі регулювання від 100 до 10%.

Додаток З

Характеристики вентиляторів і димососів

Призна- чення	Типорозмір	Подача, V	Тиск, Р Па	Температура, оС	Частота обертання, n об/хв.	К.П.Д., η %	Завод виготовник
Дуттєві венти- лятори	ВДН-24х2-11у ВДН-28,6-11у ВДН-28-11у ВДН-25-11у ВДН-24-11у ВДН-22-11у	600 480/380 420/338 350/280 275/220 210/167	3600 5500/3500 4850/3100 4550/2900 3900/2450 3240/2060	30 30 30 30 30 30	735 740/590 740/590 740/590 740/590 740/590	85 85 85 85 85 85	Барнаульський котельний завод
	ВДН-20-11у ВДН-18-11 ВДН-18-11у	240/180 180/135 115/85	4300/2450 3500/2060 3600/2060	30 30 30	980/740 980/740 980/740	82 83 82	Каменський машинобу- дівний завод
	ВДН-16-11 ВДН-16-11у ВДН-14-11 ВДН-14-11у	112,5/85 82,5/62,3 80/60,4 59/44,5	2770/1570 2400/1360 2380/1340 2050/1130	30 30 30 30	980/740 980/740 980 980	87 85 82 82	Хабаровський завод “Энергомаш”
	ВДН-32Б ВДН-26У ВДН-25У ВДН-24У ВДН-20,5У ВДН-19У	475 240 220 200 120 100	6100 4630 4200 3800 2600 2450	30 20 20 20 20 30	730 735 735 735 735 735	87 83 83 83 84 83	Барнаульський котелний завод
	ВД-15,5 ВД-13,5	88 58	6550 4950	20 20	730 730	68 70	Хабаровський з-д “Энергомаш”
	ВД-12 ВД-10 ВД-8 ВД-6	35 20 10 6,5	3800 2650 1700 2140	20 20 20 20	730 730 730 970	67 67 68 67	Бійський котельний завод
Венти- лятори гарячо- го дуття	ВГД-20У ВГД-15,5У ВГД-13,5У	146 85 60	2700 2800 2150	400 400 400	730 970 970	67 70 70	Барнаульський котельний завод
Млино- ві венти лятори	ВМ-160/850У ВМ-100/1200У ВМ-100/1000У ВМ-75/1200У	160 90 90 75	8800 11500 9900 12300	60 80 80 70	980 1480 1480 1480	72 70 69 72	Барнаульський котельний завод
	ВМ-50/10001Б ВМ-40/7501Б	50 40	10300 7500	70 70	1480 1480	70 70	Каменський маш-буд з-д
	ВМ-75/1200-11У ВМ-50/1000-11У ВМ-40/750-11У ВВСМ-3У ВВСМ-2У ВВСМ-1У	43,6 53,6 40 60 33 14	2800 6400 3760 4700 5040 5200	400 400 400 80 80 80	980 1480 1480 980 980 1480	71 71 71 62 62 62	Барнаульський котельний завод

Продовження додатку З

Призна- чення	Типорозмір	Подача, V,	Тиск, Р, Па	Температура, оС	Частота обертання, n об/хв.	К.П.Д., η %	Завод виготовник
Димо- соси	ДО-31,5-111 ДО-31,51М-111 ДН-26х2У ДН-21х2У ДН-18х2У Д-25х2ШБ Д-21,5х2У	800 800 500 390 240 700 305	3400 3400 3420 1960 1470 3650 4600	100 100 100 200 200 200 200	495 495 735 735 735 585 730	85 85 85 85 85 68 70	Барна- ульський котельний завод
	Д-280х2 Д-18х2	245 180	4000 3230	200 200	730 730	70 70	Каунаський з-д “Пяргале”
	Д-15,5х2У Д-13,5х2У	105 101	2350 3100	200 200	730 970	70 70	Барнаульсь- кий кот з-д
	Д-20 Д-18	150 105	3800 3100	200 200	730 730	70 70	Каменський маш-буд. з-д
	Д-15,5 Д-13,5	84 58	3100 2350	200 200	970 970	63 63	Хабаровсь-кий завод “Энергомаш”
	Д-12 Д-10 Д-8	35 20 10	2330 1650 1060	200 200 200	970 730 480	61 61 61	Бійський котельний завод

34

33

3

32

4

31

5

30

6

29

7

28

8

27

9

26

10

25

11

24

12

23

13

22

14

21

15

20

16

19

17

18