90
.pdf3.22. Из поршневого детандера воздушной холодильной машины в теплообменник воздух поступает с температурой – 420С и давлением 0,18 МПа. В изобарном процессе в теплообменнике от охлаждаемого тела к воздуху подводится 34 кДж/кг тепла. Степень повышения давления в компрессоре ВХМ к= 3. Сжатие и расширение воздуха считать политропным с показателем n = 1,28. Определить холодильный коэффициент ВХМ.
3.23. Холодильная мощность воздушной холодильной установки Q = 2,3 кВт. Определить холодильный коэффициент и массовый расход хладагента ВХМ, если известно, что максимальное давление воздуха в установке р2 = 0,43 МПа, минимальное – р1= 0,11 МПа; температура на входе в компрессор t1 = -5 0C, сжатие в компрессоре осуществляется с показателем n = 1,26. Для понижения температуры используется процесс дросселирования. Температура воздуха на входе в дроссель t3 = 35 0C, на выходе из него t4 = – 25 0С.
3.24. В бытовом холодильнике в качестве хладагента используется фреон R–22. Сухой насыщенный пар фреона поступает в компрессор с давлением р1=0,15 МПа, где в процессе адиабатного сжатия его температура повышаются и достигает 500С. Используя диаграмму состояния фреона R– 22 в координатах lnp-i, определить холодильный коэффициент ПКХМ и построить цикл в T-s координатах.
3.25. Определить холодильную мощность ПКХМ, если известно, что в качестве хладагента используется фреон R–22 c массовым расходом m = 0,013 кг/с. Температура хладагента на входе и выходе из компрессора при адиабатном сжатии соответственно равна: t1 = –250С и t2 = 550С. Построить цикл ПКХМ в T-s координатах. При решении использовать диаграмму состояния фреона R–22 в координатах lnp-i.
Задание № 4
Задание соответствует содержанию тем №№ 8, 9, 12 и 13 учебной программы. Литература: [5], с.58…67; [1], с.34…62, 99…114, 146…164, 172…195; [2], с.158…252; [3], с.180…205, 251…299...
При ответах на вопросы №№ 4…7 и решении задач №№ 4.1…4.4 использовать материал из конспекта лекций: Манташов А.Т. Теплотехника. Ч.2. Теплоэнергетика сельскохозяйственного производства. Гл.1 – (электронный вариант).
При решении задач №№ 416…4.25 использовать справочные данные работы [2].
Контрольные вопросы
1. Какие Вы знаете процессы фазовых переходов веществ и поясните
21
характеризующие их параметры?
2.Объясните понятие «влажный воздух», какими параметрами он описывается?
3.Поясните назначение id – диаграммы влажного воздуха. Для произвольного значения i и определите параметры влажного воздуха.
4.Что следует понимать под топливом? Какие горючие и окислители Вам известны?
5.Что понимается под коэффициентом избытка окислителя и как он определяется?
6.Изложите особенности процессов воспламенения и горения гомогенных топлив топлив.
7.Каким образом оцениваются энергетические показатели топлив?
8.Что Вам известно про альтернативные горючие?
9.Изложите требования к микроклимату в сельскохозяйственных сооружениях.
10.Перечислите и поясните принцип работы известных Вам преобразователей энергии топлив в тепловую энергию теплоносителей.
11.Назовите основные системы промышленных котельных установок и поясните принцип их функционирования.
12.Сформулируйте назначение и объясните устройство тепловых се-
тей.
13.Поясните, как рассчитывается тепловой баланс помещений?
14.Назовите и схематично изобразите известные Вам системы отоп-
ления.
15.Поясните работу известных Вам систем горячего водоснабжения.
16.Запишите и объясните, как рассчитать поверхность нагрева отопительного прибора.
17.Перечислите и схематично изобразите виды систем вентиляции, используемых в сельскохозяйственных сооружениях.
18.Объясните последовательность расчета систем вентиляции. 19.Поясните, каким образом подобрать вентилятор для принятой си-
стемы вентиляции?
20.Поясните, каким образом осуществляется подбор и обоснование систем холодоснабжения объектов хранения продуктов сельскохозяйственного производства.
21.Назовите особенности поддержания микроклимата в сооружениях защищенного грунта.
22.Объясните последовательность расчета теплопотерь через ограж-
дения.
23.Покажите особенности горячего водоснабжения объектов сельскохозяйственного назначения.
24.Сформулируйте требования к системам кондиционирования воздуха, изобразите принципиальную схему и объясните работу кондиционера.
22
25. Покажите, связано ли теплоэнергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства с загрязнением окружающей среды?
Задачи
4.1. Природный газ, имеющий условную химическую формулу C62,3H248, сгорает в воздухе массового состава g N2=0,752 и g O2= 0,232. Определить стехиометрическое соотношение компонентов топлива.
4.2. Керосин, имеющий массовый состав g C = 0,867 и g H = 0,133. сгорает в смеси с воздухом состава g N2=0,752 и g O2= 0,232. Определить действительное соотношение компонентов, если коэффициент избытка окислителя 0,8.
4.3. Биогаз, имеющий химическую формулу NH3, сгорает с воздухом, условная химическая формула которого N53,9 O14,5. Определить действительное соотношение компонентов, если коэффициент избытка окислителя
0,7.
4.4.Найти коэффициент избытка окислителя, если при сгорании бен-
зина (C72,25 H133) с воздухом (N53,9 O14,5) на 1кг бензина подается 17.3 кг воздуха.
4.5. Психрометр, установленный в помещении, показывает температуры: t с= 26 0С и t м= 19 0С. Используя id – диаграмму влажного воздуха, определить относительную влажность и температуру точки росы в помещении.
4.6.Температура воздуха в сооружении 22 0С, относительная влажность 90%. Используя id – диаграмму влажного воздуха, определить следующие характеристики: энтальпию, влагосодержание, температуру точки росы и парциальное давление водяного пара в помещении.
4.7.Используя id – диаграмму влажного воздуха, определить температуру воздуха в сооружении, температуру точки росы, парциальное давление водяного пара, если относительная влажность воздуха = 90% и вла-
госодержание d = 17 г/кг.
4.8. В помещении объемом 60 м3 при атмосферном давлении 750 мм рт ст. влагосодержание воздуха d = 9 г/кг. Какую массу воды необходимо испарить в помещении для достижения комфортных условий (t = 23 0C, = 70%)? При решении использовать i-d диаграмму влажного воздуха.
4.9. В сварочный цех необходима объемная подача воздуха
23
3500 м3/ч. Используя аэродинамическую характеристику вентилятора (см. [3], с. 300), определить № вентилятора, его КПД и обороты, если необходимое избыточное давление на выходе из вентилятора 900 Па.
4.10. Центробежный вентилятор с диаметром колеса D2= 0,5 м вращается с частотой 1400 об/мин. Определить объемную подачу вентилятора и создаваемое им избыточное давление, если его КПД равен 75%. При решении использовать аэродинамическую характеристику вентилятора (см. [3], с. 300),
4.11. Автомобильный гараж размерами 35 8 4 м. выполнен из красного кирпича толщиной стен 0,51 м. Гараж имеет 5 двойных окон размером 2 0,78 0,15 м и 5 деревянных ворот размером 3,5 3 м, толщиной 0,06 м. Температура воздуха внутри гаража tв = 17 0С, снаружи tн = – 14 0С.
Определить потери тепла через боковые ограждения гаража. |
Принять |
|||
приведенный |
коэффициент теплопроводности |
оконных |
блоков |
|
пр=0,043 Вт/(м·К), |
коэффициент теплоотдачи к стенам внутри гаража |
|||
1 = 8,7 Вт/(м2· К), от стен снаружи гаража - 2 = 27,3 Вт/(м2··К). |
|
|||
4.12. Одноэтажный деревянный жилой дом размерами |
8 5 2,5 м |
|||
имеет 5 окон |
из |
стеклоблоков 1,4. 1,25 0,04 м |
и дверь размером |
|
2 0,8 0,05 м. Стены дома выполнены из бруса хвойного дерева, толщина стен 0,2 м. Потолок из доски лиственных пород с утеплителем; толщина доски 0,06 м, утеплитель – пенопласт (ПХВ) толщиной 005 м. Пол из сосновой доски, утепленной снизу шерстяным войлоком; толщина доски 0,05 м, войлока – 0,03 м. Определить потери тепла через ограждения, если
температура внутри дома tв = 210С, а температура наружного воздуха tн = – 240С. Температура среды под полом +50С. Принять приведенный коэффициент теплопроводности оконных блоков пр= 0,033 Вт/(м·К), коэффициент теплоотдачи к стенам внутри дома 1 = 7,73 Вт/(м2· К), от наружных стен дома – 2 = 28,8 Вт/(м2··К).
4.13. Электромастерская расположена на втором этаже трехэтажного здания. Единственная наружная стена (через нее происходят потери тепла) размерами 8 2,5 м выполнена из силикатного кирпича толщиной 0,51 м. Внутри стена обшита доской толщиной 0,025 м из дерева хвойных пород. В помещении два окна размерами 1,4. 1,25 м из стеклоблоков толщиной 0,04 м Определить потери тепла через стену электромастерской, если комнатная температура tв = 23 0С, а температура наружного воздуха tн = – 200С и
коэффициент теплоотдачи к стенке внутри |
1 = 9,25 Вт/(м2· К), от наруж- |
ной стены – 2 = 28,3 Вт/(м2··К). Принять |
приведенный коэффициент теп- |
лопроводности для окон пр= 0,033 Вт/(м·К).
24
4.14. Для условий предыдущей задачи определить потребную мощность нагревательного прибора, если отвод тепла с вентиляцией соответствуют 1,78 кВт, а подвод тепла от находящихся в электромастерской людей и оборудования равен 2,15 кВт.
4.15. Определить потребную мощность нагревательных приборов в сооружении, где: потери тепла через ограждения равны 14,2 кВт; подача воздуха на вентиляцию V =1500 м3/ч; энтальпии наружного и внутреннего воздуха соответственно равны iн= 10 кДж/кг и iв= 48 кДж/кг; суммарные теплопритоки от обслуживающего персонала и оборудования составляют 12,3 кВт. Плотность воздуха принять при +15 0С.
4.16. Определить тепловую мощность системы отопления птичника на 5 тыс. трехмесячных кур мясной породы средней живой массой 2.5 кг. Теплопотери через ограждения составляют 25,2 кВт; подача воздуха на вентиляцию V =720 м3/ч Параметры наружного воздуха: tн= - 150С, = 85%. Параметры внутреннего воздуха: tн=18 0С, = 75%. Плотность воздуха принять при +50С.
4.17. Определить тепловую мощность системы отопления телятника на 200 голов, средней живой массой 60 кг, если теплопотери через ограждения составляют 38,2 кВт. подача воздуха на вентиляцию V =1000 м3/ч Параметры наружного воздуха: tн= - 18 0С, = 85%. Параметры внутреннего воздуха: tн= 170С, = 75%. Плотность воздуха принять при +0 0С.
4.18. Определить максимальный часовой расход тепла на горячее водоснабжение для санитарно–гигиенических нужд и приготовление кормов при обслуживании 50 телят. Температура водопроводной воды tх=15 0С, горячая вода поступает при tu= 65 0C.
4.19. Определить максимальный часовой расход тепла на горячее водоснабжение для санитарно–гигиенических нужд и приготовление кормов на ферме крупного рогатого скота, где содержится молочное стадо в
количестве 75 голов Подогрев воды необходимо провести от tх = 150С
до tu = 65 0C.
4.20.Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям
втелятнике, где содержится молодняк от 4 месяцев и старше в количестве 110 телят со средней живой массой 200 кг. Параметры воздуха внутри те-
лятника: tв = 180С, = 70%. Параметры наружного воздуха: tв = –12 0С,=90%..
25
4.21. Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям в птичнике – бройлернике на 1500 голов со средней живой массой 1.7 кг. Параметры воздуха внутри птичника::tв = 18 0С, = 70%. Параметры наружного воздуха: tв = 5 0С, = 90 %.
4.22. Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям в свинарнике – откормочнике на 300 голов со средней живой массой 120 кг Параметры воздуха внутри свинарника::tв = 18 0С, = 70%. Параметры наружного воздуха: tв = – 10 0С, =90%.
4.23.Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям
втелятнике, где содержится молодняк от 5 месяцев и старше в количестве 130 телят со средней живой массой 210 кг. Параметры воздуха внутри те-
лятника: tв = 190С, =65%. Параметры наружного воздуха: tв = – 100С,
= 95 %..
4.24.Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям в
птичнике – бройлернике на 1000 голов со средней живой массой 1,8 кг. Параметры воздуха внутри птичника::tв = 20 0С, = 70%. Параметры наруж-
ного воздуха: tв = – 15 0С, = 85%.
4.25. Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям в свинарнике – откормочнике на 250 голов со средней живой массой 160 кг Параметры воздуха внутри свинарника: tв = 17 0С, = 75%. Параметры наружного воздуха: tв= – 10 0С, = 95%.П
26
Министерство сельского хозяйства Федеральное государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования “Пермская государственная сельскохозяйственная академия”
имени академика Д.Н. Прянишникова
Кафедра “Тракторы и автомобили”
Контрольная работа
По дисциплине “Теплотехника”
Вариант______
Выполнил студент 2-го курса факультета заочного обучения специальности_____________
_________________________
_______ |
|
_ |
(ф. инициалы.)
Контактный телефон::
_______________________
Проверил:_____________
“___” 201
Таблица вариантов контрольной работы
№ |
|
Задание №1 |
|
Задание №2 |
|
Задание №3 |
|
|
|
Задание №4 |
|
||||||||||||||
варианта |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2, |
7, |
11, |
18, |
23 / 1.2 |
1, |
8, |
11, 20, |
25 / 2.24 |
2, |
7, |
11, |
18, |
24 |
/ 3.18 |
1, |
6, |
|
11, |
16, |
|
21 |
/ 4.1 |
||
2 |
1, |
6, |
12, |
16, |
24 / 1.5 |
3, |
7, |
15, |
18, |
24 / 2.9 |
4, |
10, 14, |
20, 25 / 3.5 |
2, |
7, |
|
12, |
17, |
|
22 |
/ 4.2 |
||||
3 |
3, |
8, |
13, |
17, |
22 / 1.12 |
2, |
6, |
14, |
19, |
21 / 2.1 |
3, |
6, |
12, |
16, |
23 / 3.9 |
3, |
8, |
|
13, |
18, |
|
23 |
/ 4.3 |
||
4 |
4, |
9, |
14, |
19, |
25 / 1.13 |
5, |
9, |
13, |
17, |
22 / 2.17 |
1, |
8, |
13, |
19, |
22 / 3.1 |
4, |
9, |
|
14, |
19, |
|
24 |
/ 4.5 |
||
5 |
5, |
10, 15, |
20, |
21 / 1.16 |
4, |
10, 12, |
16, |
23 / 2.25 |
5, |
9, |
15, |
17, |
21 |
/ 3.16 |
5, |
|
10, |
15, |
20, |
25 / 4.6 |
|||||
6 |
1, |
6, |
12, |
18, |
23 / 1.10 |
2, |
6, |
11, |
18, |
24 / 2.2 |
3, |
10, 13, |
19, 22 / 3.6 |
2, |
8, |
|
16, |
21, |
|
25 |
/ 4.7 |
||||
7 |
5, |
8, |
15, |
19, 25 / 1.24 |
1, |
7, |
10, |
19, |
22 / 2.10 |
1, |
6, |
11, |
18, |
23 |
/ 3.22 |
3, |
|
6, |
|
9, |
15, |
|
19 / 4.4 |
||
8 |
2, |
9, |
14, |
21, |
20 / 1.20 |
3, |
8, |
12, |
15, |
21 / 2.18 |
2, |
7, |
12, |
16, |
24 |
/ 3.10 |
4, |
|
10, |
13, |
20, |
24 / 4.8 |
|||
9 |
4, |
7, |
11, |
17, |
22 / 1.18 |
5, |
13, 16, |
20, 25 / 2.3 |
4, |
8, |
14, |
17, |
21 / 3.2 |
5, |
|
11, |
14, |
17, |
23 / 4.9 |
||||||
10 |
3, |
10, 13, |
16, 24 / 1.3 |
4, |
9, |
14, |
17, |
23 / 2.11 |
5, |
9, |
15, |
20, |
25 |
/ 3.17 |
1, |
|
7, |
12, |
18, |
22 / 4.11 |
|||||
11 |
4, |
8, |
12, |
18, |
21 / 1.7 |
1, |
6, |
11, |
17, |
21 / 2.19 |
2, |
6, |
12, |
17, |
25 |
/ 3.23 |
3, |
|
7, |
12, |
17, |
22 / 4.12 |
|||
12 |
1, |
7, |
11, |
14, |
22 / 1.23 |
4, |
10, 15, |
19, 25 / 2.4 |
1, |
7, |
11, |
18, |
21 |
/ 3.11 |
4, |
|
8, |
13, |
18, |
23 / 4.13 |
|||||
13 |
2, |
9, |
13, |
17, |
25 / 1.8 |
3, |
8, |
13, |
18, |
22 / 2.12 |
3, |
8, |
13, |
16, |
22 |
/ 3.19 |
1, |
|
5, |
|
9, |
14, |
|
19 / 4.14 |
|
14 |
5, 10, |
15, |
19, |
23 /1.19 |
5, |
9, |
12, |
16, |
23 / 2.20 |
4. |
9, |
14, |
19, |
23 |
/ 3.15 |
6, |
|
10, |
|
15, |
20, |
|
25 /4.10 |
||
15 |
3, |
6, |
16, |
20, |
24 / 1.11 |
2, |
7, |
14, |
20, |
24 / 2.5 |
5, |
10, 15, |
20, 24 / 3.7 |
2, |
11, |
|
16, |
21, |
|
24 |
/ 4.15 |
||||
16 |
2, |
7, |
12, |
17, |
21 / 1.15 |
2, |
6, |
12, |
18, |
25 / 2.13 |
4, |
8, |
12, |
18, |
23 |
/ 3.12 |
4, |
|
6, |
|
11, |
16, |
|
21 / 4.16 |
|
17 |
1, |
6, |
13, |
18, |
22 / 1.14 |
1, |
7, |
13, |
20, |
23 / 2.21 |
3, |
10, 11, 17, 24 /3.21 |
5, |
|
7, |
12, |
17, |
22 / 4.17 |
|||||||
18 |
5, |
11, 16, |
20, 25 / 1.9 |
3, |
10, |
15, |
17, |
24 / 2.14 |
2, |
6, |
13, |
19, |
25 |
/ 3.13 |
1, |
|
8, |
13, |
18, |
23 / 4.18 |
|||||
19 |
3, |
8, |
14, |
19, |
24 / 1.4 |
4, |
9, |
11, |
14, |
22 / 2.6 |
5, |
9, |
14, |
20, |
22 / 3.3 |
2, |
|
9, |
14, |
19, |
24 / 4.19 |
||||
20 |
4, |
9, |
10, |
15, |
23 / 1.17 |
5, |
8, |
16, |
19, |
21 / 2.22 |
1, |
7, |
15, |
16, |
21 |
/ 3.24 |
3, |
10, |
|
15, |
20, |
|
25 |
/ 4.20 |
|
21 |
1, |
8, |
10, |
15, |
20 / 1.21 |
1, |
6, |
12, |
20, |
25 / 2.7 |
5, |
10, 14, 17, 21 /3.14 |
5, |
|
7, |
11, |
17, |
22 / 4.21 |
|||||||
22 |
4, |
7, |
17, |
16, |
23 / 1.25 |
2, |
7, |
11, |
17, |
22 / 2.15 |
3, |
8, |
12, |
18, |
22 / 3.8 |
2, |
|
8, |
12, |
18, |
23 / 4.22 |
||||
23 |
2, |
6, |
11, |
21, |
24 / 1.6 |
3, |
8, |
13, |
18, |
23 / 2.23 |
2, |
7, |
13, |
16, |
23 / 3.4 |
4, |
|
9, |
13, |
19, |
21 / 4.23 |
||||
24 |
5, |
12, |
13, |
18, |
25/ 1.22 |
4, |
9, |
15, |
19, |
24 / 2.8 |
1, |
6, |
11, |
20, |
24 |
/ 3.25 |
3, |
10, |
|
14, |
16, |
|
25 |
/ 4.24 |
|
25 |
3, |
9, |
14, |
19, |
22 / 1.1 |
5, |
10, |
14, |
16, |
21 / 2.16 |
4, |
9, |
15, |
19, |
25 |
/ 3.20 |
1, |
|
6, |
15, |
20, |
24 / 4.25 |
|||
28