Архив ZIP - WinRAR / КР. Теплотехника

Министерство образования и науки РФ

Нижегородский институт технологий и управления (филиал) ФГБОУ ВПО "Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г.Разумовского"

Кафедра «Технических и естественнонаучных дисциплин (ТЕНД)»

ТЕПЛОТЕХНИКА

Методические указания и задания к контрольной работе

по направлению 260800 «Технология продукции и организация общественного питания» профиль «Технология и организация ресторанного сервиса»

заочной полной и сокращенной форм обучения

Н.Новгород - 2012

ВВЕДЕНИЕ

Теплотехника - дисциплина, изучающая методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты и связанных с этим аппаратов и устройств.

Различают два принципиально различных направления использования теплоты -

энергетическое и технологическое. При энергетическом использовании, теплота преобразуется в механическую работу, с помощью которой в генераторах создается электрическая энергия, удобная для передачи па расстояние. Теплоту при этом получают сжиганием топлива в котельных установках или непосредственно в двигателях внутреннего сгорания. В технологическом направлении теплота используется для изменения свойств различных тел (изменения агрегатного состояния, механических, физических, химических свойств).

Курс теплотехники включает три раздела:

-«Техническая термодинамика»;

-«Основы теории теплообмена»;

-«Промышленная теплоэнергетика».

Разделы «Техническая термодинамика» и «Основы теории теплообмена» составляют теоретическую базу курса. В них исследуются свойства и законы превращения и переноса тепловой энергии. В разделе «Промышленная теплоэнергетика» рассматриваются устройство и принцип работы теплоэнергетических установок, а также методика их теплового расчета.

1 ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УАЗАНИЯ

Основной формой обучения студента-заочника является самостоятельная работа над учебным материалом. Для облегчения этой работы кафедра «ТЕНД» организует чтение лекций, практические и лабораторные занятия. Кроме этого программой курса предусмотрено выполнение студентами контрольной работы.

Контрольная работа включает три задачи, каждая из которых соответствует одному разделу, и отвечает на три контрольных вопроса по разделам курса.

Вариант задания контрольной работы определяется в соответствии с двумя последними цифрами шифра по таблицам контрольной работы.

При выполнении контрольных работ необходимо соблюдать следующие правила:

-указывать на титульном листе наименование дисциплины, фамилию и инициалы студента, шифр, специальность и форму обучения;

-контрольную работу следует выполнять аккуратно, оставляя поля для замечаний рецензента;

2

-задачу переписывать полностью с указанием исходных данных своего варианта;

-для пояснения решения при необходимости выполнить рисунок;

-решение задачи и используемые формулы должны сопровождаться пояснениями;

-в пояснениях к задаче необходимо указывать те основные законы и формулы, на которых базируется решение данной задачи;

-при получении расчетной формулы для решения конкретной задачи приводить ее

вывод;

-вычисления следует проводить с помощью подстановки заданных числовых величин

врасчетную формулу.

-числовые значения величин должны быть выражены в СИ (см. справочные материалы);

-константы физических величин и другие справочные данные выбирать из таблиц;

-при вычислениях использовать микрокалькулятор, точность расчета определять числом значащих цифр исходных данных;

-в контрольной работе следует указывать учебники и учебные пособия, которые использовались при решении задач.

Контрольные работ, оформленные без соблюдения указанных правил, а также работы,

выполненные не по своему варианту, не зачитывают.

2 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

2.1 Контрольные задачи

Условия задачи заданы в зависимости от двух последних цифр шифра и приведены в

таблицах 1, 2, 3.

Задача 1

Газ в количестве G содержится в цилиндре под поршнем площадью F (рисунок 1).

Начальная высота газового объема под поршнем, y1. Поршень давит на газ с постоянной силой Р. При нагревании газа поршень выдвигается из цилиндра и высота газового объема под поршнем увеличивается до y2.

Требуется определить: p - давление газа, Па; L - работу газа, Дж; l - удельную работу

газа, Дж/кг; V1, V2 - начальный и конечный объемы газа, м3; v1, v2 - начальный и конечный удельные объемы газа, м3/кг; ρ1, ρ2 – начальную и конечную плотности газа, кг/м3; t1, t2 -

начальную и конечную температуры газа, С; Q - теплоприток, Дж; q - удельный теплоприток

3

Таблица 2- Варианты данных к задаче 2

Последняя цифра шифра

Задача 3

Пищевое предприятие, вырабатывающее продукцию А и В, получает водяной пар из

собственной котельной. Известно, что:

-по требованию технологии производства необходимо, чтобы греющий пар на выходе из котла имел температуру не ниже значения t0, при степени сухости пара х = 0,99;

-часовая выработка продукции А равна рА, при норме расхода пара dА;

-часовая выработка продукции В равна рВ, при норме расхода пара dВ;

-расход тепловой энергии на отопление предприятия равен Qот;

-расход тепловой энергии на вентиляцию цехов предприятия равен Qвент;

-расход пара на нагревание воды для технологических и хозяйственных нужд в отопительный период равен Dгв.

Требуется:

1.Представить принципиальную схему теплоснабжения предприятия с собственной котельной.

2.Определить расход пара на нужды предприятия при условии, что температура конденсата на выходе из подогревателей tк = 80 0С.

Исходные данные к задаче приведены в таблице 3.

Таблица 3- Исходные данные к задаче 3

5

2.2 Контрольные вопросы

Студент отвечает на вопросы, номера которых указаны в таблице 3.

Таблица 3- Варианты контрольных вопросов

Раздел 1. Техническая термодинамика

1.Какие формы переноса энергии, кроме работы сил, существуют в природе и рассматриваются термодинамикой?

2.В каких единицах измеряют энергию, переносимую в форме работы сил, в

частности, электроэнергию? То же - переносимую при теплообмене? Какие единицы этих видов переноса энергии установлены в СИ?

3.Почему рыночная цена единицы электрической энергии, в общем случае - работы сил выше, чем цена такой же единицы тепловой энергии?

4.В каких случаях и как можно определить по манометру температуру пара в паровом котле? То же - в конденсаторе или испарителе холодильной машины?

5.Что означает и чему примерно равна величина КПД двигателей внутреннего сгорания на транспортных средствах и теплосиловых установок на паротурбинных или газотурбинных электростанциях?

6.Какой величиной оценивается экономичность холодильной машины?

7.Каковы основные средства повышения экономичности теплосиловых установок на электростанциях и тепловых двигателей на транспортных средствах?

6

8.Что такое адиабатный процесс? Приведите примеры использования адиабатного процесса в циклах теплосиловых машин.

9.Для вычисления каких величин и в каких процессах используют теплоемкость? То же - энтальпию?

10.В каких аппаратах совершаются изобарные процессы? В каких изобарных процессах сохраняется постоянство температуры?

11.В каких машинах и аппаратах совершаются адиабатные процессы? В каких адиабатных процессах сохраняется постоянство энтропии, а в каких - постоянство энтальпии?

12.В чем отличие вечных двигателей первого и второго рода?

13.С каким из законов термодинамики связывается теория Тепловой смерти

Вселенной?

Раздел 2. Теплопередача

14.Назовите единицы измерения коэффициентов теплопроводности, теплоотдачи и теплопередачи.

15.Основной закон конвективной теплоотдачи.

16.Основной закон теплопроводности. Формула теплопроводности через плоскую

стенку.

17.Явление теплопередачи через стенку. Коэффициент теплопередачи в случае плоской стенки.

18.Средства интенсификации и средства уменьшения теплопередачи. Роль оребрения.

19.Теплоизоляция. Влияние пористости и влажности на теплоизоляционные материалы.

20.Типы теплообменных аппаратов.

21.Прямо- и противоток в теплообменниках. Определение среднего температурного

напора.

Раздел 3. Теплоэнергетические машины и установки

22.Элементарный состав твердого, жидкого и газообразного топлива.

23.Продукты полного и неполного сгорания органических видов топлива, токсичные составляющие, причины их образования.

24.Теплота сгорания топлива, единицы измерения.

25.Паровые и водогрейные котлы, промышленные печи. Назначение, применение на предприятиях пищевой промышленности.

26.Технологическая схема котельной установки с барабанным паровым котлом.

7

производительность и параметры пара.

28.Районные и производственные котельные, КЭС, ТЭЦ, АЭС. Их назначение, виды

топлива.

29.Назначение поверхностей нагрева котла - испарительных, водяного экономайзера,

пароперегревателя, воздухоподогревателя.

30. Теплоснабжение предприятий пищевой промышленности, основные источники теплоснабжения, их достоинства и недостатки.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Теплотехника/ Под ред.А.П. Баскакова.- М.: Энергоатомиздат, 1991.

2.Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. Энергия, 1971.

3.Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. Высшая школа,1980.

4.Воскресенский В.Ю. Краткий курс технической термодинамики.- М.: РИО МГТА,

2000.

5. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. Справочник.- М.:

Издательство МЭИ,1999.

Составитель: доцент Рузанов Сергей Романович

8