Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Mathcad - ДЗ 2 домашенко испр (16 стр)

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
10.02.2015
Размер:
176.02 Кб
Скачать

2)

Задаем подогрев воздуха после вентилятора:

 

 

 

tп − tв = 5

°C значит

tв := tп − 5 = 23 − 5

= 18

°C

3)

Задаем подогрев воздуха перед вентилятором:

 

 

 

tв − tв1 = 1

°C значит

tв1 := tв − 1 = 18 − 1

= 17

°C

4) Считаем, что после "мокрой" камеры воздух увлажняется до: ϕв1 := 95 %

По I-d диаграмме определим значение энтальпии и абсолютной влажности:

J

в1

:= 46.2

кДж

 

 

d

:= 11.6

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кг

 

 

в1

 

кг сух в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

:= d

= 11.6

 

 

г

Тогда:

J

в

:= 47.2

кДж

ϕ

:= 90 %

 

 

 

 

 

 

 

в

в1

 

 

 

 

кг сух в

 

 

 

 

 

кг

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WΣ := 0

при tв = 18 °C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

:= d

= 11.6

 

 

г

Тогда:

J

п

:= 52.4

кДж

ϕ

:= 67 %

 

 

 

 

 

 

 

п

в

 

 

 

кг сух в

 

 

 

 

 

кг

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5) Определение необходимого расхода вентилируемого воздуха, поступающего в кондиционируемое помещение:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.939 104

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

:=

 

 

 

Q

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

= 9.498

 

кг

 

 

 

(Jп Jв) 1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

(52.4 − 47.2) 1000

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6) Плотность воздуха при

 

tп = 23 °C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρв. :=

 

 

 

pб

 

=

 

 

 

 

 

 

 

105

 

 

 

= 1.177

 

кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R (tп + 273)

287 (23 + 273)

 

м3

 

 

7) Объем помещения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vп := Fп Hп =

144 2.5 = 360 м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8) Расход наружного воздуха:

 

м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

:= V К

= 360 2.2 = 792

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

п

 

кр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

:= V

ρв.

= 0.26

 

 

 

кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

н

3600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9) Расход рециркуляционного воздуха:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

:= G

− G

= 9.238

 

кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

в

 

н

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10) Определим параметры наружного воздуха:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tн = 29 °C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кДж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

ϕ

:= 50 %

Тогда:

 

J

н

:= 64.7

 

d := 13.5

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кг

н

 

кг сух в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11) Определим параметры т. С из теплового баланса:

Jc Gв = Jн Gн + Jп Gр

 

 

 

 

 

 

 

 

Jс

:=

(Jн Gн + Jп Gр)

 

=

64.7 0.26 + 52.4 9.238

= 52.737

кДж

 

Gв

9.498

 

кг

 

 

 

 

 

dc Gв = dн Gн + dп Gр

 

 

 

 

 

 

 

 

d

:=

(dн Gн + dп Gр)

=

 

13.5 0.26 + 11.6 9.238

= 11.652

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

Gв

 

9.498

 

 

 

кг сух в

 

 

 

 

 

 

Тогда: tс := 23.5 °C ϕс := 65 % 12) Холодопроизводительность:

Qхол := Gв (Jс − Jв1) = 9.498 (52.737 − 46.2) = 62.088 кВт

Для полученнызх значений холодопроизводительности и расхода воздуха подбираем марку автономного кондиционера.

Часть 2.

Рассчитать почасовое количество артезианской воды Wарт, если она используется в качестве источника холода для Части задания 1.

Построить графические зависимости Wарт от времени дня.

Значения параметров наружного воздуха и воздуха для помещения принимаем согласно Части задания 1.

Примем значение температуры артезианской воды:

Температура артезианской воды круглогодично, например, для средней полосы РФ – 5-6°С

tарт := 6°C

Теплоемкость воды:

Сw := 4.186 кДж кг К

1. Почасовой расход воздуха:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20466.069703842077

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28177.672235436679

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34935.195297293263

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2.712·104

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39976.666395985456

 

 

1

3.483·104

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

4.159·104

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42706.212784525851

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42777.025987506757

 

 

 

3

4.663·104

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

4.936·104

 

 

 

 

 

 

 

 

40213.453737301767

 

 

 

5

4.943·104

Q := Q

+ Q

+ Q

 

+ Q

= 173.571 +

35297.132403868825

 

+ 2952.602 + 3530 =

6

4.687·104

 

ст

ост

исп

 

вл

 

 

 

 

 

 

 

 

7

4.195·104

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28620.830597423439

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

3.528·104

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20944.850998191869

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

2.76·104

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

1.969·104

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13037.926012210124

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

1.352·104

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6867.5333714720809

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

5.738·103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−918.57906928871216

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

524.409

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−6131.7640230637389

 

 

 

14

-3.316·103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−9972.6670441912

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27122.242703842076

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34833.845235436675

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

41591.368297293266

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46632.839395985458

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49362.385784525854

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49433.198987506759

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46869.626737301769

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

41953.305403868828

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35277.003597423434

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27601.023998191868

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2.205·103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19694.099012210125

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2.832·103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13523.706371472081

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3.381·103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3.791·103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5737.5939307112876

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

524.40897693626084

 

4

4.013·103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

час

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.019·103

 

 

 

 

 

G

:=

Q

 

=

−3316.4940441911995 =

6

3.811·103

 

 

 

 

 

в.час

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Jн Jп)

 

 

 

64.7 − 52.4

 

 

7

3.411·103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

2.868·103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

2.244·103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

1.601·103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

1.099·103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

466.471

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

42.635

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

-269.634

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Почасовое количество артезианской воды:

Количество воды, сливаемой из системы охлаждения и осушки воздуха:

Wсл := Gв.час (Jн − Jп)((dн− dп))rв + Сw (tп) = Сw tн tарт

0

0-1.127·105

1-1.447·105

2-1.728·105

3-1.938·105

4-2.051·105

5-2.054·105

6 -1.948·105 кг

7 -1.743·105 час

8-1.466·105

9-1.147·105

10-8.183·104

11-5.619·104

12-2.384·104

13-2.179·103

141.378·104

Почасовое количество артезианской воды:

 

 

 

0

 

 

 

 

 

0

-1.169·105

 

 

 

 

 

1

-1.501·105

 

 

 

 

 

2

-1.792·105

 

 

 

 

 

3

-2.01·105

 

 

 

 

 

4

-2.127·105

 

 

 

 

 

5

-2.13·105

 

 

 

Wарт := Wсл Gв.час (dн dп)

 

 

кг

 

=

6

-2.02·105

 

7

-1.808·105

 

час

 

 

 

 

 

8

-1.52·105

 

 

 

 

 

9

-1.19·105

 

 

 

 

 

10

-8.487·104

 

 

 

 

 

11

-5.828·104

 

 

 

 

 

12

-2.473·104

 

 

 

 

 

13

-2.26·103

 

 

 

 

 

14

1.429·104

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

− 7.5×104

 

 

 

 

Wарт

− 1.5×105

 

 

 

 

 

− 2.25×105

 

 

 

 

 

− 3×105

0.0875

0.675

1.2625

1.85

 

− 0.5

max(Wарт) = 1.429 × 104кг

 

γr

 

 

 

 

 

 

 

час

Часть 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить максимальное количество воды в резервуаре Ww, являющейся источником холода, использующего ночной холод, для помещения, размеры и условия кондиционирования которого вытекают из Части 1 задания.

Теплоемкость воздуха: C := 1.005

кДж

 

 

 

 

в

кг К

 

Время использования охлажденной воды 8 часов.

τраб := 8 ч

1) Суточное колебание температуры воздуха:

tсут := tн − tноч = 29 − 10 = 19 °C

При отсутствии кондиционирования, температура воздуха в помещении была бы равноа температуре воздуха окружающей среды:

tв.max := tн = 29 °C

2) Количество воздуха, которое охладится в течение рабочего дня:

Gп := Gв τраб = 9.498 8 = 75.984кг

3) Количество явной теплоты, отведенной в течение рабочего дня: Qохл := Gп Cв (tв.max − tп) = 75.984 1.005 (29 − 23) = 458.184 кДж

4) Количество воды в резервуаре:

 

Ww :=

Qохл

=

458.184

= 8.42 кг

Сw (tп tноч)

4.186 (23 − 10)

Часть 4.

В строении с размерами, указанными в Части 1 задания, имеется подземное помещение - погреб. Определить количество тающего льда, которое необходимо иметь в погребе, чтобы компенсировать теплопритоки, поступающие из кондиционируемого помещения в течение τмес месяцев через крышку погреба.

Размеры погреба: Vпогр := 0.01 Vп =

3

Fпогр :=

3

2

3

0.01 360 = 3.6 м

 

Vпогр

= 2.349 м

Время нахождения льда в погребе:

τмес := 4

 

 

 

 

 

Толщина крышки погреба:

δст = 0.2

м

 

 

 

 

 

 

 

Теплопроводность крышки погреба:

λ

 

= 0.15

 

ВТ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ст

 

 

 

мК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кг

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметры льда:

 

ρл := 916.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tл := 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Удельная теплота плавления льда:

rл

:= 335

кДж

 

 

кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) Холодопроизводительность тающего льда:

 

 

 

 

 

qхол := Fпогр

 

 

λст

(tп − tл) = 2.349

0.15

(23 − 0) = 40.52 Вт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δст

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

Q

:= q

 

 

τ

мес

30 24 3600 =

40.52 4 30 24 3600 = 4.201 × 108

Вт

хол.л

 

 

 

 

хол

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) Количество льда:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qхол.л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wл :=

 

1000

 

 

 

 

= 1.254 × 103 кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wл

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vл :=

 

 

 

=

1.368 м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B := 12

Qст := 173.571

м

δ := 0.13

 

 

 

−0.066

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.099

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.264

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.418

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.651

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.715

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

 

:=

 

0.737

 

 

 

 

 

 

 

 

hc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.715

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.651

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.418

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.264

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.507

 

 

 

 

 

 

 

 

0.099

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.771

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−0.066

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.988

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.142

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.223

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.225

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.149

 

 

 

 

 

 

cos

θ

:=

 

0.999

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.786

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.524

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.231

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−0.073

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−0.367

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−0.631

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−0.847

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

-0.247

 

 

 

0

707.265

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0.229

 

 

 

1

1.076·103

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0.442

 

 

 

2

1.378·103

 

 

 

 

 

 

 

 

3

0.557

 

 

 

3

1.593·103

 

 

 

 

 

 

 

 

4

0.623

 

 

 

4

1.706·103

 

 

sinhc

 

 

 

5

0.662

 

 

 

5

1.709·103

x :=

 

 

=

 

6

0.682

x1 := S cos

 

=

6

1.603·103

 

sin

+ c

 

7

0.689

0

θ

 

7

1.394·103

 

 

hc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

0.682

 

 

 

8

1.096·103

 

 

 

 

 

 

 

 

9

0.662

 

 

 

9

730.98

 

 

 

 

 

 

 

10

0.623

 

 

 

10

322.245

 

 

 

 

 

 

 

11

0.557

 

 

 

11

-101.835

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

707.265

 

 

 

 

1076

 

 

 

 

 

 

 

 

1378

 

 

 

 

1593

 

 

 

 

 

 

 

 

1706

 

 

 

 

1709

 

 

 

 

 

 

 

 

1603

 

S

:=

 

1394

 

накл

 

 

 

 

 

 

 

1096

 

 

 

 

730.98

 

 

 

 

 

 

 

 

 

322.98

 

 

0.442

 

 

 

-511.965

 

 

 

 

12

 

12

 

−1.835

13

0.229

 

 

13

-880.245

 

 

 

 

 

−511.965

 

14

-0.247

 

 

14

-1.182·103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−880.245

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1182

 

Qост.max := 42730

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]