termodunRozv_39_yazki_do_testiv

Задачі рівня складності B

Запишіть робочу масу палива

Cр+Hp + Sp + Np + Op + Ap +Wp= 100%

Запишіть горючу масу палива

Cr+Hr+Sr+Nr+Or=100%

За допомогою якого коефіцієнта проводиться перерахунок елементів з робочої маси у суху?

100

100 W P

За допомогою якого коефіцієнта проводиться перерахунок елементів з робочої маси у горючу?

100

100 (W p AP )

Визначіть вміст вуглецю у робочій масі палива, якщо його вміст у горючій масі складає Сг = 84,5 %, а зольність Ар = 1,5 % і вологість Wp = 4,0 %.

100 (W p Ap ) =0,945 0.945*84.5=79,825 100

Визначіть вміст водню у робочій масі палива, якщо його вміст у сухій масі складає Нс = 15,3 %, а вологість Wp = 6,5 %.

100 Wp =0,935 0.935*15.3=14.3055

100

Визначіть вміст леткої сірки у горючій масі палива, якщо її вміст у робочій масі складає = 3,7 %, зольність Ар = 16,2 %, вологість Wp = 10,0 %

Визначіть вміст вуглецю у сухій масі палива, якщо його вміст у робочій масі складає Ср = 86,5 % і вологість Wp = 3,2 %.

Вкажіть формулу за якою визначається нижча теплота згоряння рідкого палива

Qнр=339Cр+1035Нр-109(Ор-Sp)

Вкажіть нижчу теплоту згоряння рідкого палива наступного складу, % мас.: Ср = 84,5; Нр = 14,5; Sëð =

0,2; Ор = 0,8 Qнр=339Cр+1035Нр-109(Ор-Sp)=43587,6

Вкажіть вищу теплоту згоряння рідкого палива наступного складу, % мас.: Ср = 85,5; Нр = 14,0; Sëð = 0,1;

Ор = 0,4 Qвр=Qнр+255Hp=47011,8

За якою формулою визначається витрата умовного палива?

Qр

Bум Вн н

29308

Вкажіть рівняння сухих продуктів неповного згоряння палива

RO2+CO+N2+H2=100%

Вкажіть формулу за якою визначається теоретично необхідний об’єм повітря для згоряння 1 кг твердого або рідкого палива, ì 3êã

V0 0,0889(C p 0,375Sлр ) 0,265Hp 0,0333O p

Яке значення має дійсний об’єм повітря для згоряння 1 кг рідкого палива, якщо коефіцієнт надлишку повітря α = 1,15, а теоретичний об’єм повітря Vo = 11,5 м3/кг.

V0=V0* α=13.225

Який вміст у топкових газах (продуктах згоряння) азоту, якщо теоретично необхідний об’єм повітря Vo = 11,3 м3/кг, а вміст азоту в паливі 1,5 %.

VN 0,79 * *V0 =13.3905 ? ? ?

21

Вкажіть вміст кисню у продуктах повного згоряння палива,якщо теоретично необхідний об’єм повітря Vo = 10,8 м3/кг і коефіцієнт надлишку повітря α = 1,1

Vo 0,21( 1) *V0 =0.2268

Яким буде об’єм триатомних газів у продуктах згоряння твердого палива, якщо вміст вуглецю в ньому Ср = 82 %, а сірки Sëð = 2,5 %

VRO 0,0187(C p 0,375Sлр ) =1.55

Задачі рівня складності C

Чому дорівнює теплова потужність топки, якщо в ній спалюється 1000 м3/год природного газу з теплотворною здатністю 35900 кДж/м3 ?

QT B *QHP =35900000Кдж

Вкажіть значення площі колосникової решітки топки котла за наступними значеннями: теплова напруга дзеркала горіння qF = 360 кВт/м2, витрата твердого палива В = 250 т/год з теплотворною здатністю Qíð

= 19380 кДж/кг QT B *QHP

F QT =13458,33 м2 qF

Чому дорівнює об’єм топкового пристрою котла при топковій напрузі паливного об’єму топки qV = 400 кВт/м2 і спалюванні в ньому В = 300 кг/год мазуту з теплотворною здатністю 41100 кДж/кг

QT B *QHP

V QT =30825 м3 qv

Чому дорівнює коефіцієнт корисної дії топки котла, якщо втрати тепло від хімічної неповноти згоряння палива qз = 12 %; втрати тепла від механічної неповноти згоряння палива q4 = 6,0 %; втрати тепла котлом q5 = 4,6 %

100 (q3 q4 0,5q5 ) = 79,7

22

Розділ 8

Як класифікуються котельні установки залежно від призначення? Відповідь: Є три види котельних установок:

-енергетичні -виробничі -опалювальні

Назвіть основні складові елементи котельної установки Котельна установка складається з одного, або кількох тепло агрегатів і додаткових:

блоків водо- і паливо підготовки, тягодуттєвих установок, електрофільтрів і контрольно вимірювальних приладів.

Як класифікують котельні агрегати за характером циркуляції води в ньому? 2 типи:

-з природною циркуляціє -з примусовою циркуляцією

Крім того є з одноразовою і багаторазовою циркуляцією. Що включає в себе маркування парового котла?

Характер циркуляції, паропродуктивність, тиск водяної пари, призначення. Дайте розшифровку марки котла КВ-ТК-11,6-130

Котел водогрійний з камерною топкою для спалювання твердого палива, потужністю 11,6 МВт і температурою підігріву води - 130۫С.

Як класифікують котельні агрегати за абсолютним тиском виробленої пари (води)? 3 типи:

-низького тиску(р≤1,37 МПа) -середнього тиску (р≤9,32 МПа) -високого тиску (р≤34 МПа)

Назвіть основні елементи котельного агрегату?

Складається із топки та додаткового обладнання(пальників, опускних і екранних труб) Як класифікують котельні агрегати за паро (водо) продуктивністю?

3 типи:

-малою(2,5-10) -середньою(11-25) -великою(450-2500)

Вкажіть основні принципи класифікації котельних агрегатів. -за типом; -за паропродуктивністю; -за тиском;

-за призначенням; -за характером циркуляції;

Що визначає тепловий баланс котельного агрегату?

Теповий баланс чисельно визначає ступінь перетворення палива в енергію, і відповідно досконалість енерго-технологічного апарата.

На яку кількість палива розраховують тепловий баланс котельного агрегату?

На 1 кг твердого палива або 1 метр кубічний газоподібного палива за нормальних умов. Що представляє собою права частина рівняння теплового балансу котельного агрегату?

Права частина – сума використаної теплоти Q1 і теплових втрат Q2 – Q5.

Чим відрізняється коефіцієнт корисної дії нетто котельного агрегату від ККД брутто? ККД нетто враховує витрати теплоти і електроенергії котла на власні потреби.

Дайте розшифровку марки котла Е-420-140 ГМ Паровий котел з природною циркуляцією, паропродуктивністю 420 Т/год,з тиском водяної пари - 140 кгс/см^2=14МПа

Що входить в маркування водогрійного котла?

Вид котла, тип котла, потужність і температуру підігрітої води.

Наведіть формулу для розрахунку прихідної частини рівняння теплового балансу котельного агрегату (наявної теплоти)

Qн.т.=Qнр=Qпал+Qп.зовн.+Qф

23

Qнр – нижча теплота згоряння палива Qпал – фізична теплота палива

– теплота внесена повітрям підігрітим за межами котельного агрегату

Qф – теплота, яка вноситься парою, для розпилення рідкого палива у форсунках. За якою формулою визначається теплопродуктивність (потужність)парового котла?

Q=Dп*(hп-hжв)

де Q – потужність

Dп – кількість виробленої пари(паропродуктивність) hп-hжв – ентальпії пари і живильної води

За якою формулою визначається коефіцієнт корисної дії котельного агрегату (брутто)? ηк.а.бр=(Q1/Qн.т.)*100

Розрахувати ККД котла брутто теплопродуктивністю Q = 11 МВт, в якому спалюють вугілля з теплотворною здатністю Qíð = 12500 кДж/кг у кількості В = 4100 кг/год.

Q1=Q*B=2683 ηк.а.бр=(Q1/Qн.т.)*100=21,5%

Вкажіть формулу за якою визначається витрата робочого палива у паровому котлі В= (Dп*(hп-hжв)/(Qн.т* ηк.а.бр)

За якою формулою визначається ККД котельної установки нетто?

ηк.а.н= ηк.а.бр-( Qвл.п./( Qн.т*В))*100

Яке значення має теплопродуктивність (потужність) парового котла, якщо його паропродуктивність Dn 10 т/год, ентальпія пари hn = 2700 кДж/кг, а ентальпія живильної води 458 кДж/кг?

Q=Dп*(hп-hжв)=22420 або 6228276 Вт

Знайдіть кількість теплоти, яка корисно використовується у водогрійному котлі при витраті гарячої води Gв=60 кг/с, температурі води на вході в котел t1 = 80 oC і виході з котла t2 = 130 oC. Витрата палива в топці В = 3800 кг/год, середня масова ізобарна теплоємність води Ср = 4,22 кДж/(кг·К)

Q1= (Gв*Ср*(t2-t1)/B=3.33 або 11.9886 МДж

Розрахувати витрату робочого палива для котла типу Е-1-09, де спалюється мазут з теплотою згоряння Qíð = 41000 кДж/кг. ККД котла брутто 88%, ентальпія пари і живильної води відповідно hn = 2777

кДж/кг і hæ .â. = 419 кДж/кг

Dп=1 т/год=0,28кг/с

В= (Dп*(hп-hжв))/(Qн.т* ηк.а.бр)=0,018

Визначити витрату палива для котла Е-2,5-1,0 , який працює на відходах деревини з теплотворною здатністю Qíð = 10000 кДж/кг, ентальпія пари і води відповідно дорівнюють hn = 2675 кДж/кг і

кДж/кг. ККД котла брутто 88%

Dп=2,5 т/год=0,7кг/с

В= (Dп*(hп-hжв))/(Qн.т* ηк.а.

24

Q - tF

Що представляє собою коефіцієнт теплопровідності?

=- Q /tF

Навести формулу для визначення термічного опору плоскої одношарової стінки.

21 ln(d 2 / d1) R

Наведіть формулу для визначення термічного опору циліндричної одношарової стінки.

R

Аналітичний вираз закону Фур’є має вигляд:

Q=- gradtF tF

Коефіцієнт теплопровідності це є: тепловий потік який передається через ізотерм. Поверню в 1м2 при град . темпер 1К/м.

Розмірність коефіцієнта теплопровідності: [Вт/мК] Густина теплового потоку через плоску стінку визначається за формулою:

q= tc1 tc2

1/ 1

Густина теплового потоку через плоску двошарову стінку визначається за формулою:

tc1 tc2 q= 1 2 1 2

Тепловий потік через циліндричну стінку визначається за формулою:

Тепловий потік через циліндричну двохшарову стінку визначається за формулою:

Знайти термічний опір плоскої стінки, якщо при температурному напорі 240 0С через неї проходить тепловий потік 178 Вт/м2.

Визначити коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки товщиною 50 мм, якщо густина теплового потоку через неї 100 Вт/м2, а різниця температур на її поверхнях 20 градусів:

q 0.017 Вт/ м 2

t

Рівень В

Визначити коефіцієнт теплопровідності цегляної стінки товщиною 390 мм, якщо температура на

внутрішній поверхні стінки 300 0С, а на зовнішній 60 0С. Втрата тепла через стінку 178 Вт/м2.

0С.=>K

Визначити тепловий потік через 1 м2 цегляної стінки товщиною 0,39 м, якщо температура на внутрішній поверхні стінки 573 К, а на зовнішній 333 К. коефіцієнт теплопровідності цегли прийняти

0,29 Вт/(м К).

Q= (t1 t2 )F =178.57Вт

/

26

Густина теплового потоку через плоску стінку 178 Вт/м2, температура на внутрішній поверхні стінки 300 0С, а коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки 0,29 Вт/(м К), її товщина 0,39 м. Визначити температуру на зовнішній поверхні.

Визначити товщину плоскої стінки, коефіцієнт теплопровідності якої 0,29 Вт/(м К), якщо при температурному напорі 240 0С через неї проходить тепловий потік 178 Вт/м2.

t 0.83м q

Через плоску стінку товщиною 0,014 м з коефіцієнтом теплопровідності 50 Вт/(м К) проходить тепловий потік 25000 Вт/м2. Визначити температурний напір.

t =( q)/ = 7

Температура на одній з поверхонь цегляної стіни дорівнює 20 0С, а на іншій мінус 30 0С. Визначити густину теплового потоку через стінку, якщо товщина стінки 0,25 м. Коефіцієнт теплопровідності цегли

0,55 Вт/(м К).

q=(t1-t2) / ( / ) = 110.01 Вт/м 2

Визначити тепловий потік через циліндричну двошарову трубу зовнішнім діаметром 500 мм і довжиною 2 м. Товщина першого шару складає 50 мм, а лінійний коефіцієнт теплопровідності 1 = 0,05

Визначити зовнішню температуру цегляної стінки печі, якщо її площа 140 м2, тепловий потік 120 кВт, а температура стінки зі сторони топки 1020 0С. Цегляна стінка складається із двох шарів: 1 – шару вогнетривкої цегли ( 1 = 250 мм, 1 = 0,34 Вт/(м К)) і 2 – шару червоної цегли ( 2 = 250 мм, 2 = 0,68

Вт/(м К))

Визначити втрати теплоти в навколишнє середовище через 1 м2 обмурівки котла, яка складається із шару шамотної цегли товщиною 400 мм, коефіцієнт теплопровідності якої 0,16 Вт/(м К) і шару червоної цегли товщиною 0,25 м, температура внутрішньої обмурівки 1173 К, а зовнішньої 335 К. Коефіцієнт теплопровідності червоної цегли 0,68 Вт/(м К).

Сталевий паропровід, зовнішній діаметр якого 160 мм, а внутрішній 120 мм, покритий двошаровою ізоляцією, яка складається з азбесту товщиною 60 мм і войлоку товщиною 20 мм. Коефіцієнт теплопровідності труби 1 = 58 Вт/(м К). Температура внутрішньої поверхні паропроводу 673 К, а зовнішньої поверхні ізоляції 323 К. Визначити теплові втрати 1 м паропроводу. Теплопровідності азбесту 0,151 Вт/(м К) і волоку 0,052 Вт/(м К).

Визначити тепловий потік через цегельну стінку висотою 5 м, шириною 4 м і товщиною 250 мм. Температури поверхонь стінок tc1 = 27 0C і tc2 = – 23 0C коефіцієнт теплопровідності червоної цегли λ = 0,77 Вт/(м К).

27

Плоска стальна стінка з коефіцієнтом теплопровідності λ1 = 50 Вт/(м К) і товщиною δ1 = 0,02 м ізольована від теплових втрат шаром азбесту з λ2 = 0,15 Вт/(м К) і товщиною δ2 = 0,2 м та шаром корка з λ3 = 0,08 Вт/(м К), товщиною δ3 = 0,1 м. Визначити якої товщини треба взяти шар пінобетону з λ = 0,08 Вт/(м К) замість азбесту і корка, щоб теплоізоляційні властивості залишились без змін

Сталева труба діаметром d1/d2 = 200/220 мм з коефіцієнтом теплопровідності λ1 = 50 Вт/(м К) покрита двошаровою ізоляцією. Товщина першого шару δ2 = 50 мм з λ2 = 0,2 Вт/(м К) і другого δ3 = 80 мм з λ3 = 0,1 Вт/(м К). Температура на внутрішній поверхні труби tc1 = 327 0C і на зовнішній поверхні ізоляції tc4 = 47 0C. Визначити втрату теплоти через ізоляцію з одного погонного метра трубопроводу.

d3=d2-2 2 0.32м d4=d3-2 3 0.48м

Плоска стінка печі складається із двох шарів вогнетривкої цегли (δ1 = 500 мм) і будівельної цегли (δ2 = 250 мм). Температура внутрішньої поверхні стінки tс1 = 1200 0C температура зовнішньої поверхні стінки tс3 = 108 0C. Коефіцієнт теплопровідності вогнетривкої цегли λ1 = 1,16 Вт/(м К), а будівельної цегли λ2 = 0,58 Вт/(м К). Визначити температуру на границях шарів.

Визначити тепловий потік через бетонну стінку будинку товщиною 300 мм, висотою 1,5 м і довжиною 1,2 м, якщо температура на її поверхні t1 = 22 оС, t2 = -12 оС, а коефіцієнт теплопровідності = 0,7

Вт/(м·К).

Визначити коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки товщиною 150 мм, якщо густина теплового потоку через неї 40 Вт/м2, а різниця температур на її поверхнях 10 градусів:

q 0.02Вт / мК

t

Визначити тепловий потік через бетонну стінку будинку товщиною 180 мм, покриту шаром штукатурки товщиною 36 мм. Висота стінки 1,5 м, а довжина 1,2 м, температура на її поверхні t1 = 24о С, t2 = -12 оС. Коефіцієнт теплопровідності бетону = 0,8 Вт/(м·К), штукатурки - = 0,3 Вт/(м·К).

Визначити тепловий потік через циліндричну бетонну трубу зовнішнім діаметром 300 мм, внутрішнім діаметром 200 мм і довжиною 1,5 м, якщо температура на її поверхні t1 = 28 оС, t2 = -6 оС, а лінійний коефіцієнт теплопровідності = 1 Вт/(м·К).

Визначити тепловий потік через циліндричну двошарову трубу зовнішнім діаметром 450 мм і довжиною 4 м. Товщина першого шару складає 50 мм, а лінійний коефіцієнт теплопровідності 1 = 0,03 Вт/(м·К). Товщина другого шару складає 80 мм, а його лінійний коефіцієнт теплопровідності 2 = 1,2 Вт/(м·К). Температура на її поверхні t1 = 18 оС, t2 = -8 оС.

d2=d3-2 2 0.29м 28

d1=d2-2 1 0.19м

Визначити густину теплового потоку і температуру на зовнішній стороні двошарової стінки, якщо температура на внутрішній стінці 18 оС, а температура між шарами 6 оС, товщина внутрішнього шару 300 мм, а його коефіцієнт теплопровідності – 0.3 Вт/(м·К), для зовнішнього шару ці значення - 50 мм і 0.05 Вт/(м·К) відповідно.

Визначити тепловий потік через циліндричну двошарову трубу і температуру на її зовнішній стороні, якщо температура на внутрішній поверхні t1 = 20о С, на границі шарів t2=3оС. Зовнішній діаметр труби 500 мм і довжина 2 м. Товщина першого шару складає 50 мм, а лінійний коефіцієнт теплопровідності1 = 0,05 Вт/(м·К). Товщина другого шару складає 100 мм, а його лінійний коефіцієнт теплопровідності

2 = 1,0 Вт/(м·К).

Визначити температуру на зовнішній стороні стінки, якщо температура на внутрішній стінці 18 оС, густина теплового потоку 20 Вт/м2, товщина стінки 300 мм, а її коефіцієнт теплопровідності 0.3 Вт/(м ·К).

t2 t1 q 271K

Визначити температуру на зовнішній стороні труби, якщо температура на внутрішній поверхні t1 = 20о С, а лінійна густина теплового потоку 200 Вт/м. Зовнішній діаметр труби 500 мм. Товщина стінки труби складає 50 мм, а коефіцієнт теплопровідності = 0,5 Вт/(м·К).

dз

dв=dз- 2 =0.4м t2=t1- ql ln dв =278.28 К

2

Визначити тепловий потік через бетонну стінку будинку товщиною 200мм, висотою 2,5 м і довжиною 2 м, якщо температура на її поверхні t1 = 20о С, t2 = -10оС, а коефіцієнт теплопровідності = 1 Вт/(м·К).

Визначити тепловий потік через бетонну стінку будинку товщиною 200мм, покриту шаром штукатурки товщиною 30мм. Висота стінки 2,5 м, а довжина 2 м, температура на її поверхні t1 = 20о С, t2 = -20оС. Коефіцієнт теплопровідності бетону = 1 Вт/(мК), штукатурки - = 0,3 Вт/(мК).

Визначити тепловий потік через циліндричну бетонну трубу зовнішнім діаметром 200 мм, внутрішнім діаметром 100 мм і довжиною 2 м, якщо температура на її поверхні t1 = 20о С, t2 = -10оС, а лінійний коефіцієнт теплопровідності = 2 Вт/(мК).

Визначити коефіцієнт теплопровідності матеріалу труби зовнішнім діаметром 250 мм та товщиною 25 мм, якщо лінійна густина теплового потоку через неї 1000 Вт/м, а різниця температур на її поверхнях 20 градусів:

29

Рівень С

Температура однієї з поверхонь плоскої цегляної стінки 200С, іншої мінус 300С. Товщина стінки 25см, а її коефіцієнт теплопровідності 0,55Вт/м К. Визначити глибину промерзання до температури t 00С, якщо тепловий потік через неї 110 Вт/м2

(t tc2) 0.15м q

Скільки необхідно спалити вугілля в печі к. к. д. якої 70 %, щоб компенсувати втрату теплоти за добу через цегляну стінку площею 20 м2 товщиною 0,2 м, якщо температура внутрішньої поверхні стінки 20 0С, а зовнішньої мінус 10 0С.

Нижча теплота згоряння палива QHP 18000 кДж/кг, а коефіцієнт теплопровідності стінки = 0,475

Вт/(м К).

Відповідь : 9.3кг.

Для компенсації втрат теплоти через плоску стінку площею 20 м2 на протязі доби спалюють 9,3 кг вугілля з нижчою теплотою згоряння 18000 кДж/кг в печі з к.к.д. 70 %. Температура внутрішньої поверхні стінки 20 0С, зовнішньої мінус 10 0С. Визначити термічний опір стінки.

Відповідь : R =0.421 (м2К/Вт)

Обчислити к.к.д. печі, в якій для компенсації теплоти протягом доби спалюють 9,31 кг вугілля з нижчою теплотою згоряння 18000 кДж/кг. Товщина стінки 0,2 м, її коефіцієнт теплопровідності 0,475 Вт/(м К), а температура її з внутрішньої сторони 20 0С, з зовнішньої мінус 10 0С.

Відповідь : 70%

Для компенсації втрат теплоти через плоску стінку площею 20 м2 с товщиною 0,2 м протягом доби спалюють 9,37 кг вугілля з нижчою теплотою згоряння 18000 кДж/кг в печі. к. к. д. печі 70 %. Коефіцієнт теплопровідності стінки 0,475 Вт/(м К). Обчислити температуру на зовнішній поверхні стінки, якщо на внутрішній температура 200С.

Відповідь : t=-10 0

Визначити питому теплоту згорання палива Qнр спалювання якого в печі з ККД η = 70 % компенсує втрату теплоти через цегляну стінку з площею поверхні F = 20 м2, товщиною δ = 0,2 м. Якщо температура внутрішньої поверхні стінки tс1 = 20 0C, а зовнішньої tс2 = – 10 0C. Коефіцієнт теплопровідності цегляної стінки λ = 0,475 Вт/(м К).

Відповідь : Q нр =18000 кДж/кг

30