--6-05~2
.PDF
Дети (6 тыс. чел) из возрастной группы 0 - 10 лет через 10 лет перейдут в возрастную группу 11 - 20 лет, а из возрастной группы 11
-20 (6 тыс. чел) перейдут в возрастную группу 2 1 - 3 0 лет и т. д.
Вследующие 10 лет СКР уменьшится на величину ∆СКР и со-
ставит: 1,75- 0,02 = 1,73
Количество женщин: 6 : 2 = 3 тыс. чел. Родится детей: 1,73* 3 = 5,19 тыс. чел.
Умерло людей - 5 тыс. чел. Общая численность - 39,44 тыс. чел.
ОКР =5,19 х 1000=132 39,44
ОКС= 5 |
х 1000= 127 |
|
|
|
|
39,44 ЕПр=132 -127 = 5
Рис. 6.4 Динамика численности населения за период 100 лет
Рис.6.5 Динамика естественного прироста населения за период 100 лет
551
Выводы:
1.Численность населения Англии за 100 лет уменьшится в 1.3 раза. 2.Изменение состава населения: количество детей уменьшилось, работающих - практически не изменилось, количество людей пожилого возраста увеличилось.
3. Государство в состоянии субсидировать денежные средства на решение демографических проблем.
Варианты заданий
Исходный состав населения (по возрастам) на начало составления прогноза приведен в таблице 6.5. Исходный состав населения выбирается, исходя из уровня развития страны (по варианту задания) - высокоразвитая (BP), умеренно развитая (УР), слаборазвитая (CP).
Таблица 6.5. Количество людей по возрастам в зависимости от уровня развития страны
|
|
|
|
Количество людей возрастом, тыс. чел. |
|||||||||||
|
|
0-10 |
|
11-20 |
21-30 |
|
31-40 |
41-50 |
|
51-60 |
|
61-70 |
|||
ВР |
|
6 |
|
6 |
6 |
|
6 |
5 |
|
5 |
|
3 |
|||
УР |
|
11 |
|
9 |
7 |
|
6 |
5 |
|
4 |
|
3 |
|||
СР |
|
15 |
|
13 |
11 |
|
|
8 |
6 |
|
4 |
|
3 |
||
Таблица 6. Исходные данные для составления демографиче- |
|||||||||||||||
ского прогноза на 100 лет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
№ |
|
Страна |
|
|
Уровень |
|
СКР |
|
∆СКР |
||||||
варианта |
|
|
|
развития |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1. |
|
Германия |
|
|
|
ВР |
|
1,45 |
|
|
+0,07 |
||||
2. |
|
Япония |
|
|
|
ВР |
|
1,39 |
|
|
+0,02 |
||||
3. |
|
США |
|
|
|
|
ВР |
|
2,06 |
|
|
-0,19 |
|||
4. |
|
Сингапур |
|
|
|
ВР |
|
1,42 |
|
|
-0,09 |
||||
5. |
|
Австралия |
|
|
|
ВР |
|
1,77 |
|
|
0,00 |
||||
6. |
|
Гонконг |
|
|
|
ВР |
|
1,11 |
|
|
+0,08 |
||||
7. |
|
Ю. Корея |
|
|
|
ВР |
|
1,99 |
|
|
-0,04 |
||||
8. |
|
Греция |
|
|
|
УР |
|
2,14 |
|
|
+0,03 |
||||
9. |
|
Китай |
|
|
|
|
УР |
|
1,55 |
|
|
+0,05 |
|||
10. |
|
Аргентина |
|
|
|
УР |
|
2,27 |
|
|
-0,01 |
||||
552
№ |
Страна |
Уровень |
СКР |
∆СКР |
|
варианта |
развития |
||||
|
|
|
|||
11. |
Бразилия |
УР |
1,81 |
-0,06 |
|
12. |
Шри-Ланка |
СР |
2,31 |
-0,13 |
|
13. |
Таджикистан |
СР |
2,80 |
-0,17 |
|
14. |
Туркмения |
УР |
2,12 |
-0,05 |
|
15. |
Колумбия |
СР |
2,10 |
-0,10 |
|
16. |
Мексика |
УР |
2,25 |
-0,01 |
|
17. |
Индия |
СР |
2,55 |
-0,12 |
|
18. |
Нигерия |
СР |
5,31 |
-0,26 |
|
19. |
Филиппины |
СР |
3,10 |
-0,08 |
|
20. |
Пакистан |
СР |
2,96 |
-0,34 |
|
21. |
Эфиопия |
СР |
5,31 |
-0,32 |
|
22. |
Кения |
СР |
3,76 |
-0,78 |
|
23. |
Руанда |
СР |
4,71 |
-0,84 |
|
24. |
Перу |
УР |
2,25 |
-0,03 |
|
25. |
Сальвадор |
СР |
1,99 |
-0,12 |
|
26. |
Иордания |
СР |
3,32 |
-0,13 |
|
27. |
Испания |
ВР |
1,48 |
+0,02 |
|
28. |
Австрия |
ВР |
1,42 |
+0,05 |
|
29. |
Франция |
ВР |
2,08 |
-0,01 |
|
30. |
Йемен |
СР |
4,27 |
-0,64 |
|
31. |
Беларусь |
УР |
1,46 |
+0,27 |
|
32. |
Россия |
УР |
1,61 |
+0,01 |
Контрольные вопросы
1.Охарактеризуйте современную мировую демографическую ситуацию и прогноз ее развития.
2.Дайте характеристику демографической ситуации в Республике Беларусь.
3.В чем заключается демографическая проблема?
4.Демографическая политика, меры демографической поли-
тики.
5.Основные демографические показатели, их расчет.
553
Практическая работа № 7
ЦИКЛ ТЕПЛОВОГО НАСОСА
Цель работы:
1.Изучение цикла теплового насоса.
2.Определение отопительного коэффициента цикла .
3.Определение количества низкопотенциальной теплотыQ2, отбираемой у окружающей среды. Определение количества теплотыQ1, передаваемой в систему отопления помещения.
Общие сведения Альтернативой традиционным способам теплоснабжения, ос-
нованным на сжигании топлива, является выработка тепла с помощью теплового насоса.
Тепловой насос − установка, при помощи которой осуществляется перенос энергии в форме теплоты, от более низкого к более высокому температурному уровню, необходимому для теплоснабжения.
Независимо от типа теплового насоса и типа привода компрессора на единицу затраченного исходного топлива потребитель получает по крайней мере в 1,1 2,3 раза больше тепла, чем при прямом сжигании топлива.
Такая высокая эффективность производства тепла достигается тем, что тепловой насос вовлекает в полезное использование низкопотенциальное тепло естественного происхождения (тепло грунта, природных водоемов, грунтовых вод) и техногенного происхождения (промышленные стоки, очистные сооружения, вентиляция и т.д.) с температурой от +3 до +40 С, т.е. такое тепло, которое не может быть напрямую использовано для теплоснабжения.
Результатом работы всякого холодильного цикла является охлаждение холодного источника и нагрев горячего за счет подвода внешней работы. Кельвин (1852 г.) предложил применить обратный цикл для целей отопления, используя его в качестве теплового насоса, который перекачивал бы теплоту, отобранную от холодного источника (внешней среды) в горячий.
554
быть наружный воздух, природные водоемы, грунт, питьевая вода, промышленные стоки, вентиляционные выбросы и т.д. В качестве хладагентов в циклах используются теплоносители с низкой температурой кипения – углекислый газ, аммиак, фреоны. Хладагент поступает в испаритель в жидком состоянии. В процессе подвода теплоты Q2к жидкому хладагенту происходит его превращение в пар (при постоянном давлении и температуре). Пары хладагента поступают в компрессор, где сжимаются, повышается их давление и температура. При сжатии в компрессоре от внешнего источника (электродвигателя) подводится работа lцикла. Нагретые пары хладагента поступают в конденсатор, где отдают свое тепло Q1 в систему отопления помещения и за счет отдачи теплоты конденсируются (превращаются в жидкость) при постоянном давлении и температуре. Жидкий хладагент поступает в дроссель, где его давление падает до давления в испарителе, а температура снижается до температуры низкопотенциального источника. Цикл замыкается.
Рассмотренный цикл теплового насоса в Т,s-диаграмме изображен на рисунке 7.2. Координаты Т – абсолютная температура, К; s = dq/Т – удельная энтропия – термодинамический параметр состояния, кДж/(кг К).
T |
|
K Область влажного |
|
|||||
|
|
|
||||||
|
Линия |
|
|
насыщенного |
|
|||
|
|
|
|
|
пара |
|
||
|
кипения 3 |
|
|
|
|
|
||
T |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h=const |
|
|
|
Линия сухого |
||
|
|
|
|
|
насыщенного |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
T |
x=0 |
|
|
|
|
|
пара |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
x=1 |
|
|
|
4 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
S =S'(T ) |
|
|
|
1 |
S''(T ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
3 |
2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
S'(T ) |
|
S =S =S''(T ) |
S |
||||
|
1 |
|
2 |
1 |
|
|
2 |
|
Рисунок 7.2 . Цикл теплового насоса:
1–2 адиабатное сжатие хладагента в компрессоре; 2–3 отвод теплоты из конденсатора в систему отопления помещения (Р2=
556
соnst, t2= соnst); 3–4 – дросселирование; 4–1 подвод низкопотенциальной теплоты из окружающей среды к испарителю (Р1 = соnst,t1 =
соnst).
Степень сухости влажного насыщенного пара (х) – отношение массы сухого насыщенного пара к массе влажного насыщенного пара. Значение х изменяется от 0 (кипящая жидкость) до 1 (сухой насыщенный пар).
Индивидуальное задание
Согласно варианту, из таблицы 4.1 выбираются температуры t1 в испарителе и t2 в конденсаторе и вносятся в таблицу 7.2.
Таблица 7.1 – Исходные данные
|
№ вари- |
t1, |
|
t2, |
№ вари- |
t1, |
|
t2, |
№ вари- |
t1, |
t2, |
|||
|
анта |
°С |
|
°С |
анта |
°С |
|
°С |
анта |
|
°С |
°С |
||
|
1 |
-10 |
40 |
6 |
-5 |
|
60 |
11 |
|
5 |
50 |
|
||
|
2 |
-10 |
50 |
7 |
0 |
|
40 |
12 |
|
5 |
60 |
|
||
|
3 |
-10 |
60 |
8 |
0 |
|
50 |
13 |
|
10 |
40 |
|
||
|
4 |
-5 |
40 |
9 |
0 |
|
60 |
14 |
|
10 |
50 |
|
||
|
5 |
-5 |
50 |
10 |
5 |
|
40 |
15 |
|
10 |
60 |
|
||
|
Таблица 7.2 – Параметры фреона |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Параметры |
|
|
|
|
|
|
s’,кДж/(кг К |
s’’,кДж/(кг |
|
||||
|
|
|
|
h’,кДж/кг |
h’’,кДж/кг |
|
||||||||
|
Температура |
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
К) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
t 1 = ____ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t 2 = ____ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По заданным параметрам по таблице 7.3 определяются термодинамические свойства хладагента (фреона-12): энтальпия и энтропия. Параметры на линии кипения (нижней пограничной кривой) обозначены параметрами с одним штрихом; на линии сухого насыщенного пара (верхней пограничной кривой) – с двумя штрихами. Между линиями кипения и сухого насыщенного пара находится область влажного насыщенного пара.
557
Величина h – удельная энтальпия, s – удельная энтропия термодинамические параметры состояния.
Таблица 7.3 – Термодинамические свойства фреона-12
|
Энтальпия |
Энтропия |
|||
Температура |
|
|
|
|
|
жидкость |
пар |
жидкость |
пар |
||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
t |
h |
h |
s |
s |
|
C |
кДж/кг |
кДж/кг |
кДж/(кг К) |
кДж/(кг К) |
|
-10 |
409,47 |
568,89 |
4,15280 |
4,75859 |
|
-5 |
414,03 |
571,21 |
4,16984 |
4,75612 |
|
0 |
418,68 |
573,55 |
4,18680 |
4,75394 |
|
5 |
423,37 |
575,85 |
4,20363 |
4,75189 |
|
10 |
428,14 |
578,11 |
4,22042 |
4,75013 |
|
40 |
458,08 |
590,09 |
4,31940 |
4,74097 |
|
50 |
468,54 |
593,10 |
4,35189 |
4,73741 |
|
60 |
479,68 |
596,58 |
4,38509 |
4,73850 |
|
Из рисунка 7.2 видно, что точка 2 лежит на линии сухого насыщенного пара:
h2 = h’’ (t 2),,кДж/кг;
s 2 = s’’ (t 2),кДж/(кг К).
Точка 3 лежит на линии кипения:
h3 = h’ (t 2),кДж/кг; s 3 = s’ (t 2),кДж/(кг К).
Процесс 3–4 – дросселирование, h = const, следовательно:
h4 = h3,кДж/кг.
Для того, чтобы найти параметры в точке 1, надо вначале найти степень сухости в этой точке. Это можно сделать исходя из:
558
Q2 = q2 G,кВт.
Отопительный коэффициент:
= q1 / lцикла.
Значение отопительного коэффициента должно быть больше единицы, что показывает, что в систему отопления помещения отдано теплоты больше, чем затрачено работы, в раз за счет использования низкопотенциальной теплоты. Это следует отразить в выводах.
Контрольные вопросы по практической работе № 7
1.Цель практической работы и объект исследования.
2.Для чего нужны тепловые насосы, область их применения?
3.Устройство и принцип работы теплового насоса.
4.Источники низкопотенциальной теплоты.
5.Какие вещества можно использовать в качестве хладагента
втепловых насосах?
6.Каким образом хладагент поглощает теплоту, а затем отдает
ее?
7.Могут ли использоваться для теплоснабжения низкопотенциальные источники теплоты напрямую без специальных устройств?
8.Является ли целесообразным обогрев помещения с помощью теплового насоса? Если да, то почему?
9.В каком направлении тепловой насос переносит теплоту (от холодного источника к горячему или наоборот)?
10.Что происходит при испарении хладагента (выделение или поглощение тепловой энергии)?
11.Что происходит при конденсации хладагента (выделение или поглощение тепловой энергии)?
12.Что характеризует отопительный коэффициент теплового насоса? Порядок его величины.
13.За счет чего происходит повышение температуры хладагента в тепловом насосе?
560