Тепло Задача №2

Определить тепловые потери 1 м паропровода диаметром =273/259 мм, проложенного на открытом воздухе с температурой t₀=10°С. Средняя скорость движения воздуха =5 м/с. По паропроводу передается насыщенный пар с тем­пературой =150°С. Тепловая изоляция паропровода имеет толщину =80 мм и теплопроводность =0,1 Вт/ (м·°С). При расчете принять коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубы =10000 Вт (м·°С), а коэффициент лучеиспускание поверхности изоляции с=5 Вт(м²·К⁴). Теплопроводность стенки стальной трубы =0,1 Вт/ (м·°С).

Решение:

Для предварительного расчета задаемся коэффициентом теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху =20 Вт/(м • С) и определяем полное термическое сопротивление изолированного паропровода

(м·°С)/Вт

(м·°С)/Вт

(м·°С)/Вт

(м·°С)/Вт

Полученные цифры показывают, что термическое сопротивление внутрен­ней поверхности трубы и самой трубы значительно меньше полного тер­мического сопротивления, поэтому величинами и при расчете изолиро­ванных теплопроводов обычно пренебрегают.

В этом случае полное сопротивление:

Приближенное значение температуры наружной поверхности изоляции:

Уточненное значение коэффициента теплоотдачи от наружной поверхно­сти изоляции к окружающему воздуху:

- коэффициент теплоотдачи конвекцией:

- коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием:

= = 4,69Вт/м²·°С

Вт/м²·°С

Производим пересчет и :

(м·°С)/Вт

Удельные тепловые потери:

тепло Задача №3

Тепловая производительность - , Вт

Температура горячей воды - , °С

Температура холодной воды - , °С

Теплоемкость воды - с, Дж/кг°С

Температура греющей воды - , °С

Рассчитать требуемую поверхность нагрева и подобрать по каталогу ско­ростной водоводянои подогреватель, предназначенный для подогрева водопро­водной воды, поступающей в систему горячего водоснабжения.

Решение:

а) максимально-часовой расход нагреваемой воды:

б) задавшись температурой греющей воды на выходе из подогревателя t₂, находим максимально-часовой расход греющей воды:

в) греющая вода направляется в межтрубное пространство, нагреваемая - по трубкам. Оптимальная скорость движения воды в трубках и межтрубном пространстве 1 м/с. Тогда требуемая площадь сечения по трубкам и межтрубному пространству, м²:

г) по таблице технических данных выбираем подогреватели со значениями и , ближайшими к расчетным, определяем действительные скорости во­ды в трубках и в межтрубном пространстве, м/с:

д) величина коэффициента теплоотдачи от греющей воды к стенкам трубок, Вт/м²'°С:

Коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к нагреваемой воде, Вт/м²·°С:

Коэффициент теплоотдачи, Вт/м² °С:

(термическим сопротивлением стенки латунной трубки толщиной 1 мм пренебрегаем).

Средняя логарифмическая разность температур:

где - большая разность температур греющей и нагреваемой жидкости; - меньшая разность температур греющей и нагреваемой жидкости. Требуемая площадь поверхности нагрева:

Теплогенерирующие установки

Задача №1

Определить потери тепла с уходящими газами ,%, если температура уходящих газов t_УХ= 150°С, температура холодного воздуха 30°С_: низшая теплота сгорания топлива =22000 кДж/кг, присос холодного воздуха =1,5, потери тепла с механическим недожогом =5%. Энтальпии уходящих газов и воздуха найти из таблиц энтальпия-температура. Устно объяснить, почему столь высока температура уходящих газов?

tУХ ,°С	НУХ, кДж/кг	tХВ ,°С	НХВ, кДж/кг
198 200	1146 2317	0 100	0 706

Решение:

- энтальпия уходящих газов, кДж/кг, - присос холодного воздуха, =1,5, - энтальпия холодного воздуха, кДж/кг.

Высокая температура уходящих газов связана с тем, чтобы не допустить конденсации водяных паров в хвостовых поверхностях, т.к. дымовые газы можно уподобить влажному воздуху с перегретыми водяными парами.

Задача №2

По формуле Д.И.Менделеева рассчитать для данного состава твердого топлива низшую теплоту сгорания : С^Р=58,7%, Н^Р=4,2%, N^Р=1,95, Q^Р=9,7%, S^Р=0,3%, W^Р=12%, А^Р=13.2%. Что такое низшая теплота сгорания?

Решение:

Теплота сгорания – это количество теплоты, которое выделяется при сжигании 1 кг или 1 м³ топлива. Низшая теплота сгорания – это теплота сгорания без учета теплоты конденсации водяных паров.

Задача №3

Определить химический недожог Q₃ и q₃, если в уходящих газах СО=0.25% и RO₂=19%. Низшая теплота сгорания =22825 кДж/кг, состав топлива С=58,7%, S^P=0,3%. Что такое химический недожог?

Решение:

Если образовавшиеся в процессе сжигания твердого топлива, или входящие в состав газообразного топлива горючие газы – СО, Н₂, СН₄, С_nН_m не прореагировали с кислородом и выходят из котельного агрегата, то возникают потери теплоты от химического недожога.

ТГУ Задача №4

Определить потерю тепла со шлаком Q₆ и q₆, если доля шлака а_шл=0,6, теплоемкость шлака с_шл=0.934 кДж/(кг К), температура шлака 600°С, а топливо имеет состав: С^Р=63,8%, Н^Р=1,2%, N^Р=0,6, Q^Р=1,3%, S^Р=1,7%, W^Р=8,5%, А^Р=22,9%. Воспользоваться формулой Д.И. Менделеева для теплоты сгорания.

Решение:

Вентиляция

Задача №1, 2

Известна характеристика вентилятора: =1,2 кг/м3, D₀=0,4 м; 150 рад/с.

Требуется пересчитать характеристику геометрически подобного вентиля­тора при: =0,98 кг/м³; D=0,5 м; 100 рад/с; .

Решение:

; ;

;

Задача №3

Известна характеристика вентилятора: =1,2 кг/м3, D₀=0,63 м; 100 рад/с.

Требуется пересчитать характеристику геометрически подобного вентиля­тора при: =0,78 кг/м³; D=0,5 м; 150 рад/с; .

Решение:

Газоснабжение

Задача №1

В начале участка газопровода низкого давления Р_Р=2,8 кПа, в конце участка – Р_Р=2,6кПа. Длина участка 100 м. По номограмме определить диаметр тру­бы, если расчетный расход газа Q_Р=450 м³/час.

Решение:

/L=200/100=2Па

при /L=2Па и Q_Р=450 м³/час. по номограмме определяем d d=159*4

Задача №2

По участку газопровода высокого давления II категории длиной в 1000 м и диаметром 325x8 мм проходит 10000 м³/ч природного газа. По номограмме определить потерю давления на участке, если в начале участка Р_ИЗБ=0,4 МПа.

Решение:

Р_ИЗБ=Р_АБС-Р_АТМ

Р_АБС1=Р_ИЗБ1+Р_АТМ= 0,4*10⁶+1,013*10⁵=0,5*10⁶Па=500Па

По номограмме нашли, что Р²_АБС1- Р²_АБС2=6000кПа²

Р²_АБС2= Р²_АБС1-6000=250000-6000=244000 кПа²

Р_АБС2=493,96кПа

= Р_АБС1- Р_АБС2=500-493,96=6кПа

Задача №3

С помощью диаграммы состояния определить скрытую теплоту испарения жидкого пропана, если температура жидкости, находящейся в резервуаре, равна +20 °С.

Решение:

, По диаграмме состояния находим энтальпию жидкости и энтальпию насыщенного пара .

Задача №4

С помощью диаграммы состояния определить упругость насыщенных паров жидкого пропана, если температура жидкости, находящейся в резервуаре, равна +20 °С.

Решение:

По диаграмме состояния находим, что упругость насыщенных паров жидкого пропана