база ко 2 модулю НВИЭ

1

В безветренный день коэффициент конвективной теплообмена α нижней стенки плоского солнечного коллектора (СК) равен 5 Вт/(м²·К). Найти тепловые потери от СК в окружающую среду, если температура поверхности СК плюс 10 ºС, а температура окружающего воздуха минус 15 ºС. Площадь поверхности СК 2 м². Рассчитать тепловые потери, если подул ветер и величина α возросла до 80 Вт/(м²·К).

В безветренный день коэффициент конвективной теплообмена α нижней стенки плоского солнечного коллектора (СК) равен 3 Вт/(м²·К). Найти тепловые потери от СК в окружающую среду, если температура поверхности СК плюс 15 ºС, а температура окружающего воздуха минус 5 ºС. Площадь поверхности СК 4 м². Рассчитать тепловые потери, если подул ветер и величина α возросла до 70 Вт/(м²·К).

В безветренный день коэффициент конвективной теплообмена α нижней стенки плоского солнечного коллектора (СК) равен 6 Вт/(м²·К). Найти тепловые потери от СК в окружающую среду, если температура поверхности СК плюс 25 ºС, а температура окружающего воздуха плюс 5 ºС. Площадь поверхности СК 3 м². Рассчитать тепловые потери, если подул ветер и величина α возросла до 50 Вт/(м²·К).

В безветренный день коэффициент конвективной теплообмена α нижней стенки плоского солнечного коллектора (СК) равен 7 Вт/(м²·К). Найти тепловые потери от СК в окружающую среду, если температура поверхности СК плюс 25 ºС, а температура окружающего воздуха плюс 5 ºС. Площадь поверхности СК 2 м². Рассчитать тепловые потери, если подул ветер и величина α возросла до 40 Вт/(м²·К).

2

Плоскую поверхность солнечного коллектора (СК) необходимо теплоизолировать так, чтобы потери тепла с единицы поверхности в единицу времени не превышали 50 Вт/м². Температура поверхности СК под теплоизоляцией t_C1= 100 °C, температура внешней поверхности теплоизоляции t_C2 = 40 °С. Определить толщину теплоизоляции для случая когда теплоизоляция выполнена из совелита, для которого коэффициент теплопроводности равен λ = 0,09 + 0,0000874·t, Вт/(м·К), где t – средняя температура теплоизоляции.

Плоскую поверхность солнечного коллектора (СК) необходимо теплоизолировать так, чтобы потери тепла с единицы поверхности в единицу времени не превышали 40 Вт/м². Температура поверхности СК под теплоизоляцией t_C1= 90 °C, температура внешней поверхности теплоизоляции t_C2 = 30 °С. Определить толщину теплоизоляции для случая когда теплоизоляция выполнена из асбсотермита, для которого коэффициент теплопроводности равен λ = 0,109 + 0,000I46·t , Вт/(м·К), где t – средняя температура теплоизоляции.

Плоскую поверхность солнечного коллектора (СК) необходимо теплоизолировать так, чтобы потери тепла с единицы поверхности в единицу времени не превышали 20 Вт/м². Температура поверхности СК под теплоизоляцией t_C1= 100 °C, температура внешней поверхности теплоизоляции t_C2 = 30 °С. Определить толщину теплоизоляции для случая когда теплоизоляция выполнена из пенополиуретана, для которого коэффициент теплопроводности равен λ =0,025 Вт/(м·К).

Плоскую поверхность солнечного коллектора (СК) необходимо теплоизолировать так, чтобы потери тепла с единицы поверхности в единицу времени не превышали 10 Вт/м². Температура поверхности СК под теплоизоляцией t_C1= 80 °C, температура внешней поверхности теплоизоляции t_C2 = 250 °С. Определить толщину теплоизоляции для случая, когда теплоизоляция выполнена из минеральной ваты, для которого коэффициент теплопроводности равен λ =0,050 Вт/(м·К).

3

Площадь поверхности стен здания 500 м², коэффициент теплопроводности материала стены 0,7 Вт/(м·К), толщина стены 40 см. Зимой температура наружной поверхности стены 0 °С, температура внутренней поверхности – плюс 20 °С. Найти количество солнечных коллекторов (СК), включенных параллельно в отопительную систему, если тепловая мощность одного СК, в среднем в световой день 500 Вт, а тепловая мощность системы отопления (водогрейных котлов) в световой день 10 кВт.

Площадь поверхности стен здания 1000 м², коэффициент теплопроводности материала стены 0,6 Вт/(м·К), толщина стены 50 см. Зимой температура наружной поверхности стены минус 10 °С, температура внутренней поверхности – плюс 20 °С. Найти количество солнечных коллекторов (СК), включенных параллельно в отопительную систему, если тепловая мощность одного СК, в среднем в световой день 700 Вт, а тепловая мощность системы отопления (водогрейных котлов) в световой день 30 кВт.

Площадь поверхности стен здания 700 м², коэффициент теплопроводности материала стены 0,6 Вт/(м·К), толщина стены 40 см. Зимой температура наружной поверхности стены минус 20 °С, температура внутренней поверхности – плюс 10 °С. Найти количество солнечных коллекторов (СК), включенных параллельно в отопительную систему, если тепловая мощность одного СК, в среднем в световой день 1000 Вт, а тепловая мощность системы отопления (водогрейных котлов) в световой день 20 кВт.

Площадь поверхности стен здания 10000 м², коэффициент теплопроводности материала стены 0,7 Вт/(м·К), толщина стены 60 см. Зимой температура наружной поверхности стены 0 °С, температура внутренней поверхности – плюс 25 °С. Найти количество солнечных коллекторов (СК), включенных параллельно в отопительную систему, если тепловая мощность одного СК, в среднем в световой день 1000 Вт, а тепловая мощность системы отопления (водогрейных котлов) в световой день 200 кВт.

4

Испаритель парокомпрессионного теплового насоса (ТН) с холодопроизводительностью 1000 Вт и с площадью поверхности 1 м² работает в среде с температурой плюс 20°С. Рассчитать температуру поверхности испарителя ТН для следующих условий:

а) испаритель находится в воздухе, где коэффициент конвективного теплообмена α₁ = 30 Вт/(м²·К);

б) испаритель находится в спокойной воде, α₂ = 500 Вт/(м²·К);

в) испаритель находится в перемешиваемой воде, α₃ = 5000 Вт/(м²·К).

Испаритель парокомпрессионного теплового насоса (ТН) с холодопроизводительностью 5000 Вт и с площадью поверхности 5 м² работает в среде с температурой плюс 10°С. Рассчитать температуру поверхности испарителя ТН для следующих условий:

а) испаритель находится в воздухе, где коэффициент конвективного теплообмена α₁ = 20 Вт/(м²·К);

б) испаритель находится в спокойной воде, α₂ = 100 Вт/(м²·К);

в) испаритель находится в перемешиваемой воде, α₃ = 1000 Вт/(м²·К).

Испаритель парокомпрессионного теплового насоса (ТН) с холодопроизводительностью 2000 Вт и с площадью поверхности 10 м² работает в среде с температурой плюс 20°С. Рассчитать температуру поверхности испарителя ТН для следующих условий:

а) испаритель находится в воздухе, где коэффициент конвективного теплообмена α₁ = 10 Вт/(м²·К);

б) испаритель находится в спокойной воде, α₂ = 200 Вт/(м²·К);

в) испаритель находится в перемешиваемой воде, α₃ = 10000 Вт/(м²·К).

Испаритель парокомпрессионного теплового насоса (ТН) с холодопроизводительностью 8000 Вт и с площадью поверхности 1 м² работает в среде с температурой плюс 5 0°С. Рассчитать температуру поверхности испарителя ТН для следующих условий:

а) испаритель находится в воздухе, где коэффициент конвективного теплообмена α₁ = 5 Вт/(м²·К);

б) испаритель находится в спокойной воде, α₂ = 50 Вт/(м²·К);

в) испаритель находится в перемешиваемой воде, α₃ = 500 Вт/(м²·К).

5

По круглому каналу из котла выводятся газообразные продукты сгорания биогаза. Диаметр канала 0,5 м, температура внутренней стенки канала 500 °С. Найти толщину теплоизоляции (λ=0,2 Вт/(м·К)), обеспечивающую снижение температуры наружной поверхности до такой величины, чтобы человек, коснувшийся ее, не обжегся. Удельная теплоемкость продуктов сгорания биогаза 1000 Дж/(кг·К), их массовый расход в канале 1 кг/с, перепад температуры по длине канала 40 м составляет 10 °С. Предположить, что термическое сопротивление стенки канала мало по сравнению с термическим со­противлением теплоизоляции и что максимальная температура, не вызываю­щая ожога, равна 65 °С.

По каналу с квадратным сечением 0,25×0,25 м из котла выводятся газообразные продукты сгорания биогаза. Температура внутренней стенки канала 500 °С. Найти толщину теплоизоляции (λ=0,3 Вт/(м·К)), обеспечивающую снижение температуры наружной поверхности до такой величины, чтобы человек, коснувшийся ее, не обжегся. Удельная теплоемкость продуктов сгорания биогаза 1200 Дж/(кг·К), их массовый расход в канале 2 кг/с, перепад температуры по длине канала 20 м составляет 20 °С. Предположить, что термическое сопротивление стенки канала мало по сравнению с термическим со­противлением теплоизоляции и что максимальная температура, не вызываю­щая ожога, равна 65 °С.

По круглому каналу из котла выводятся газообразные продукты сгорания биогаза. Диаметр канала 0,25 м, температура внутренней стенки канала 300 °С. Найти толщину теплоизоляции (λ=0,25 Вт/(м·К)), обеспечивающую снижение температуры наружной поверхности до такой величины, чтобы человек, коснувшийся ее, не обжегся. Удельная теплоемкость продуктов сгорания биогаза 900 Дж/(кг·К), их массовый расход в канале 0,5 кг/с, перепад температуры по длине канала 50 м составляет 20 °С. Предположить, что термическое сопротивление стенки канала мало по сравнению с термическим со­противлением теплоизоляции и что максимальная температура, не вызываю­щая ожога, равна 65 °С.

По каналу с квадратным сечением 0,5×0,5 м из котла выводятся газообразные продукты сгорания биогаза. Температура внутренней стенки канала 400 °С. Найти толщину теплоизоляции (λ=0,10 Вт/(м·К)), обеспечивающую снижение температуры наружной поверхности до такой величины, чтобы человек, коснувшийся ее, не обжегся. Удельная теплоемкость продуктов сгорания биогаза 1500 Дж/(кг·К), их массовый расход в канале 2,5 кг/с, перепад температуры по длине канала 30 м составляет 30 °С. Предположить, что термическое сопротивление стенки канала мало по сравнению с термическим со­противлением теплоизоляции и что максимальная температура, не вызываю­щая ожога, равна 65 °С.

6

Лист стекла солнечного коллектора (СК) имеет толщину 4 мм и площадь поверх­ности 2 м². Найти тепловые потери через стекло, если температура одной внутренней поверхности 50 °С, а наружной 20 °С. Рассчитать плотность теплового потока через стекло СК.

Лист стекла солнечного коллектора (СК) имеет толщину 5 мм и площадь поверх­ности 1 м². Найти тепловые потери через стекло, если температура одной внутренней поверхности 40 °С, а наружной 30 °С. Рассчитать плотность теплового потока через стекло СК.

Лист стекла солнечного коллектора (СК) имеет толщину 6 мм и площадь поверх­ности 1,5 м². Найти тепловые потери через стекло, если температура одной внутренней поверхности 80 °С, а наружной 20 °С. Рассчитать плотность теплового потока через стекло СК.

Лист стекла солнечного коллектора (СК) имеет толщину 10 мм и площадь поверх­ности 2,5 м². Найти тепловые потери через стекло, если температура одной внутренней поверхности 90 °С, а наружной 30 °С. Рассчитать плотность теплового потока через стекло СК.

7

Какие нормативные документы Украины определяют техническую терминологию в области нетрадиционных и возобновляемых источников энергии?

Какие нормативные документы Украины определяют техническую терминологию в области вторичных источников энергии?

8

Основные характеристики и физические основы солнечного излучения.

Основные характеристики и физические основы ветровой энергетики.

Основные характеристики и физические основы геотермальной энергетики.

Основные характеристики и физические основы получения биогаза.

9

Какие основные требования предъявляются к материалам конструкций солнечных коллекторов?

Какие основные требования предъявляются к материалам конструкций фотобатарей для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую?

Какие основные требования предъявляются к материалам конструкций ветрогенераторов?

Какие основные требования предъявляются к материалам конструкций метантеков?

10

Основные характеристики и физические основы энергии приливов.

Основные характеристики и физические основы использования тепловой энергии океана в тропических широтах.

Основные характеристики и физические основы использования энергии малых рек.

Физические основы прямого преобразования солнечного излучения в электрическую энергию

11

Что такое широта и долгота местности? Как изменяется интенсивность солнечного излучения в зависимости от широты местности?

Что такое широта и долгота местности? Как изменяется интенсивность солнечного излучения в зависимости от широты местности и времени года?

Что такое широта и долгота местности? Как изменяется интенсивность солнечного излучения в зависимости от широты местности и времени года?

Что такое широта и долгота местности? Как изменяется интенсивность солнечного излучения в зависимости от широты местности и времени суток?

12

Как изменяется интенсивность солнечного излучения в зависимости от широты местности и облачности?

Как изменяется интенсивность солнечного излучения в зависимости от широты местности, времени суток и облачности?

Как изменяется интенсивность солнечного излучения в зависимости от угла наклона к горизонту приемника?

Как изменяется интенсивность солнечного излучения в зависимости от широты местности и времени года?

12а

Основные физические основы солнечного излучения.

Основные физические основы ветровой энергетики.

Основные физические основы геотермальной энергетики.

Основные физические основы получения биогаза.

13

Приведите ориентировочные численные значения плотности солнечного излучения для солнечного дня в 12 часов дня.

Приведите ориентировочные численные значения плотности солнечного излучения для пасмурного дня в 12 часов дня.

Приведите ориентировочные численные значения плотности солнечного излучения для солнечного дня в 8 часов утра.

Приведите ориентировочные численные значения плотности солнечного излучения для пасмурного дня в 8 часов утра.

14

Как нужно изменять положение в пространстве солнечного коллектора, чтобы его тепловоспринимающие характеристики были максимальны в течение суток в северном полушарии?

Как нужно изменять положение в пространстве солнечного коллектора, чтобы его тепловоспринимающие характеристики были максимальны в течение года в северном полушарии?

Как нужно изменять положение в пространстве солнечного коллектора, чтобы его тепловоспринимающие характеристики были максимальны в течение суток в южном полушарии?

Как нужно изменять положение в пространстве солнечного коллектора, чтобы его тепловоспринимающие характеристики были максимальны в течение года в южном полушарии?

15

Под каким оптимальным углов к горизонту должен быть установлен солнечный коллектор в местности, расположенной на 35 º северной широты в июле месяце?

Под каким оптимальным углов к горизонту должен быть установлен солнечный коллектор в местности, расположенной на 35 º северной широты в январе месяце?

Под каким оптимальным углов к горизонту должен быть установлен солнечный коллектор в местности, расположенной на 35 º северной широты в мае месяце?

Под каким оптимальным углов к горизонту должен быть установлен солнечный коллектор в местности, расположенной на 35 º северной широты в ноябре месяце?

15а

Под каким оптимальным углов к горизонту должен быть установлен солнечный коллектор в местности, расположенной на 35 º северной широты в августе месяце?

Под каким оптимальным углов к горизонту должен быть установлен солнечный коллектор в местности, расположенной на 35 º северной широты в марте месяце?

Под каким оптимальным углов к горизонту должен быть установлен солнечный коллектор в местности, расположенной на 35 º северной широты в декабре месяце?

Под каким оптимальным углов к горизонту должен быть установлен солнечный коллектор в местности, расположенной на 35 º северной широты в феврале месяце?

16

Под каким оптимальным углов к горизонту должен быть установлен солнечный

коллектор в местности, расположенной на 45 º северной широты в июле месяце?

Под каким оптимальным углов к горизонту должен быть установлен солнечный коллектор в местности, расположенной на 45 º северной широты в январе месяце?

Под каким оптимальным углов к горизонту должен быть установлен солнечный коллектор в местности, расположенной на 45 º северной широты в мае месяце?

Под каким оптимальным углов к горизонту должен быть установлен солнечный коллектор в местности, расположенной на 45 º северной широты в ноябре месяце?

17

Какой угол наклона к горизонту выбирают для неподвижного солнечного коллектора в инженерной практике?

Какую часть солнечной энергии получает Земля?

Какова среднегодовая плотность теплового потока солнечного излучения на поверхности Земли?

Какова плотность теплового потока солнечного излучения на экваторе Земли?

18

Приведите и опишите схемы потоков в простейшем солнечном коллекторе.

Приведите и опишите схемы простейшего термогенератора, использующего в работе эффект Пельте.

Приведите и опишите схему прямого преобразователя солнечной энергии в электрическую.

Приведите и опишите схему работу параболического солнечного коллектора.

Приведите и опишите схему работу систему обогрева с солнечным коллектором.

Приведите и опишите схему работу систему когенерации с солнечным коллектором.

Приведите и опишите схему работу систему тригенерации с солнечным коллектором.

Приведите и опишите схему работу систему обогрева с биогазовым котлом.

19

Опишите принцип работы теплового насоса компрессионного типа.

Опишите принцип работы теплового насоса абсорбционного типа.

Опишите принцип работы теплового насоса абсорбционно-диффузионного типа.

Опишите принцип работы теплового насоса пароэжекторного типа.

20

Приведите формулу для расчета КПД солнечного коллектора.

Приведите формулу для расчета КПД теплового насоса компрессионного типа.

Приведите формулу для расчета КПД теплового насоса абсорбционного типа.

Приведите формулу для расчета КПД теплового насоса пароэжекторного типа.

21

Приведите формулу для расчета теплового баланса теплового насоса абсорбционного типа.

Приведите формулу для расчета теплового баланса теплового насоса пароэжекторного типа.

Приведите формулу для расчета теплового баланса теплового насоса компрессионного типа.

Приведите формулу для расчета теплового баланса теплового насоса, работающего по идеальному циклу Карно.

22

Приведите цикл Карно теплового насоса компрессионного типа в диаграмме «температура - энтропия» и укажите процесс в испарителе.

Приведите цикл Карно теплового насоса компрессионного типа в диаграмме «температура - энтропия» и укажите процесс в компрессоре.

Приведите цикл Карно теплового насоса компрессионного типа в диаграмме «температура - энтропия» и укажите процесс в конденсаторе.

Приведите цикл Карно теплового насоса компрессионного типа в диаграмме «температура - энтропия» и укажите процесс в детандере.

23

Приведите цикл Карно теплового насоса компрессионного типа в диаграмме «давление – энтальпия» и укажите процесс в испарителе.

Приведите цикл Карно теплового насоса компрессионного типа в диаграмме «давление – энтальпия» и укажите процесс в компрессоре.

Приведите цикл Карно теплового насоса компрессионного типа в диаграмме «давление – энтальпия» и укажите процесс в конденсаторе.

Приведите цикл Карно теплового насоса компрессионного типа в диаграмме «давление – энтальпия» и укажите процесс в детандере.

23а

Приведите цикл теплового насоса компрессионного типа с дросселем и «сухим ходом компрессора» в диаграмме «давление – энтальпия» и укажите процесс в испарителе.

Приведите цикл теплового насоса компрессионного типа с дросселем и «сухим ходом компрессора» в диаграмме «давление – энтальпия» и укажите процесс в компрессоре.

Приведите цикл теплового насоса компрессионного типа с дросселем и «сухим ходом компрессора» в диаграмме «давление – энтальпия» и укажите процесс в конденсаторе.

Приведите цикл теплового насоса компрессионного типа с дросселем и «сухим ходом компрессора» в диаграмме «давление – энтальпия» и укажите процесс в детандере.

24

Запишите условия (соотношение уровней температур) реализации циклов теплоиспользующих тепловых насосов.

Как влияют на КПД теплового абсорбционного насоса температуры холодного источника и объекта отопления?

Как влияют на КПД компрессионного теплового насоса температуры холодного источника и объекта отопления?

Как влияют на КПД теплового пароэжекторного насоса температуры холодного источника и объекта отопления?

25

Приведите схему использования теплового насоса в системе отопления с источником низкопотенциального тепла – атмосферного воздуха.

Приведите схему использования теплового насоса в системе отопления с источником низкопотенциального тепла – тепла грунта.

Приведите схему использования теплового насоса в системе отопления с источником низкопотенциального тепла – тепла грунтовых вод.

Приведите схему использования теплового насоса в системе отопления с источником низкопотенциального тепла – энергии солнечного излучения.

26

Определить коэффициент преобразования теплового насоса компрессионного типа с холодильным агентом аммиаком, работающего в системе отопления, если заданы: температура кипения аммиака в испарителе – минус 10 ºС; температура конденсации – плюс 45 ºС. При расчете принять процесс сжатия в компрессоре адиабатным. Перегрев пара в испарителе и переохлаждение в конденсаторе отсутствует (при расчете использовать таблицы термодинамических свойств либо диаграмму «давление – энтальпия» аммиака).

Определить коэффициент преобразования теплового насоса компрессионного типа с холодильным агентом R12, работающего в системе отопления, если заданы: температура кипения R12 в испарителе – минус 10 ºС; температура конденсации – плюс 45 ºС. При расчете принять процесс сжатия в компрессоре адиабатным. Перегрев пара в испарителе и переохлаждение в конденсаторе отсутствует (при расчете использовать таблицы термодинамических свойств либо диаграмму «давление – энтальпия» R12).

Определить коэффициент преобразования теплового насоса компрессионного типа с холодильным агентом R22, работающего в системе отопления, если заданы: температура кипения R22 в испарителе – минус 10 ºС; температура конденсации – плюс 45 ºС. При расчете принять процесс сжатия в компрессоре адиабатным. Перегрев пара в испарителе и переохлаждение в конденсаторе отсутствует (при расчете использовать таблицы термодинамических свойств либо диаграмму «давление – энтальпия» R22).

Определить коэффициент преобразования теплового насоса компрессионного типа с холодильным агентом R134a, работающего в системе отопления, если заданы: температура кипения R134a в испарителе – минус 10 ºС; температура конденсации – плюс 45 ºС. При расчете принять процесс сжатия в компрессоре адиабатным. Перегрев пара в испарителе и переохлаждение в конденсаторе отсутствует (при расчете использовать таблицы термодинамических свойств либо диаграмму «давление – энтальпия» R134a).