Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Донецкий национальный университет экономики и торговли им. М. Туган-Барановского

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Karnauh_V.V.,Danko__V.P.Teplotehnika.Met.vkaz..doc

Скачиваний:

Добавлен:

21.02.2016

Размер:

1.03 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 1412 13 14 > Следующая >>>

Змістовий модуль 2. “Теорія теплообміну”

Задача 2.1.

Трубопровід діаметром d₁ та довжиною L з коефіцієнтом теплопровідності λ₁=45,4 Вт/(мК), в якому тече теплоносій з температурою t₁, покритий двошаровою ізоляцією: шар скланої вати (₂, λ₂=0,038 Вт/(мК) та шар міпори (₃, λ₃ =0,041 Вт/(мК). З огляду на те, що α₁ і α₂ - коефіцієнти тепловіддачі, t_сер.- температура навколишнього середовища, визначити лінійні коефіцієнти термічного опору, лінійні щільності теплового потоку з ізоляцією та без неї, температуру на межі стикання шарів ізоляції. Порівняти теплові потоки до і після нанесення ізоляції.

Дані, необхідні для розв’язання задачі, вибрати з таблиці 2.1.

Таблиця 2.1.

Передостання цифра шифру	Діа-метр, мм	Тов-щина труби, мм	Тов-щина скля-ної вати, мм	Тов-щина міпо-ри, мм	Температу-ра теплоносія, ^оС	Остання цифра шифру	Дов-жина труби, м	Температу-ра се-редо-вища,^оС	Коефіцієнт тепловідда-чі, Вт/(м² К)	Коефіцієнт тепловідда-чі, Вт/(м² К)
	d	₁	₂	₃	t₁		L	t_сер.	α₁	α₂
0	40	5	14	12	22	0	2,5	-3	5	50
1	57	5	14	10	20	1	3,0	0	7	120
2	38	3	16	15	23	2	2,0	-5	8	100
3	60	5	15	14	25	3	1,0	-5	16	250
4	76	5	15	13	18	4	0,8	-10	9	157
5	85	5	16	15	16	5	4,0	-8	7	260
6	40	4	14	8	15	6	5,0	-7	10	240
7	66	4	14	12	14	7	1,8	-15	17	355
8	72	5	16	14	18	8	3,2	0	8	80
9	45	3	17	10	20	9	1,5	2	15	270

Основні розрахункові формули:

Зовнішній термічний опір: , .

Внутрішній термічний опір: , (м∙К)/Вт

, . ,(м∙К)/Вт

. ,Вт/м ; (м∙К)/Вт

, ^оС;

Задача 2.2.

Трубчастий повітронагрівач передбачається виконати з труб діаметром d, розташованих в коридорному порядку з поперечним і подовжнім кроками S₁ = S₂=2,5d Кількість труб в одному ряду упоперек потоку вибране т, кількість рядів n (див. рис. до задачі).

Температури повітря, що поступає в підігрівач,t_пов.1 і на виході з підігрівача t_пов2. Температура зовнішньої поверхні труб задана і дорівнює t_c. Якої довжини повинні бути труби, щоб за швидкості повітря у вузькому перетині пучка ω м/с кількість теплоти, що передається повітрю, складала Q кВт.

Вказівка: При розв’язанні задачі параметри повітря для розрахунку коефіцієнтів тепловіддачі прийняти з таблиці А.2.

Дані, необхідні для розв’язання задачі, вибрати з таблиці 2.2.

Таблиця 2.2.

Передостання цифра шифру	Діа-метр, мм	Кіль-кість труб	Кіль-кість рядів труб	Температура, повітря,		Остання цифра шифру	Температу-ра труби,^оС	Швидкість повіт-ря, м/с	Кіль-кість теплоти, кВт
Передостання цифра шифру	d	m	n	t₁	t₂	Остання цифра шифру	t₃	ω	Q
0	35	5	4	17	60	0	130	6	200
1	40	6	4	20	80	1	150	10	125
2	50	8	6	15	60	2	120	8	100
3	60	5	5	25	85	3	130	6	200
4	45	7	5	23	75	4	140	9	150
5	55	8	6	18	70	5	155	7	160
6	65	6	4	20	85	6	135	10	140
7	35	5	4	17	60	7	110	7	155
8	40	9	6	30	90	8	115	8	180
9	50	7	7	25	70	9	125	5	170

Основні розрахункові формули:

Середня температура потоків: .

Число Рейнольдса:

Для труб третього ряду коридорного порядку за :

, де

Середній коефіцієнт тепловіддачікоридорного пучказа :

Щільність теплового потоку:

Площа теплообміну:

Потрібна довжина труб:

Задача 2.3.

Теплообмінник типу «труба в трубі» виготовлений з внутрішньої сталевої труби довжиною L, діаметром d₂/d₁ і зовнішньої труби діаметром D₃. Гріючий теплоносій з температурою в кількостіG₁ подається у внутрішню трубу, а теплоносій, що нагрівається, з температурою в кількостіG₂ поступає в зовнішню трубу, де нагрівається на 40^оС. Визначити вихідні температури обох теплоносіїв і кількість переданої теплоти за прямоточною і протиточною схемах руху. При розрахунку коефіцієнтів тепловіддачі з боку гріючого середовища та рідини, що нагрівається, за визначальні прийняти вхідні температури теплоносіїв.

Вказівка: При розв’язанні задачі параметри повітря, водяної пари, води та димових газів прийняти з таблиць А.2, А.3, А.4, А.5.

Дані, необхідні для розв’язання задачі, вибрати з таблиці 2.3.

Таблиця 2.3.

Пере-достання цифра	Гріючий теплоносій	G₁ , кг/с	, ^оС	L, м	Остання цифра	Середа, що нагрівається	G₂, кг/с	, ^оС	d₁ , мм	d₂ , мм	D₃ , мм

0	Вода	1,5	95	6,0	0	Вода	1,25	15	50	56	76
1	Вода	1,6	90	2,0	1	Повітря	1,55	30	80	86	100
2	Водяна пара	3,0	200	1,5	2	Повітря	1,5	35	60	64	85

Продовження таблиці 2.3.

Пере-достання цифра	Гріючий теплоносій	G₁ , кг/с	, ^оС	L, м	Остання цифра	Середа, що нагрівається	G₂, кг/с	, ^оС	d₁ , мм	d₂ , мм	D₃ , мм
3	Вода	1,55	135	1,0	3	Вода	0,75	20	50	64	80
4	Водяна пара	2,65	300	2,5	4	Повітря	0,8	30	95	100	130
5	Вода	2,75	98	3,0	5	Вода	0,9	25	70	82	120
6	Димо-ві гази	1,6	200	4,0	6	Повітря	1,2	35	45	51	70
7	Водяна пара	2,0	250	3,5	7	Вода	1,3	20	75	85	110
8	Димо-ві гази	2,25	300	2,25	8	Повітря	0,45	33	63	73	91
9	Вода	3,25	160	3,8	9	Повітря	1,3	10	75	87	95

Основні розрахункові формули:

Ф=m₁C_p1(t^/₁-t^//₁)=m₂C_p2(t^//₂- t^/₂) , Вт

, ^оС; ,^оС; ,^оС.

, м/с; ,м/с.

; ; за приймаємо

За ламінарного режиму руху рідини в трубах (Rе < 2,310³)

За турбулентного режиму (Re  10⁴)

; , Вт/(м²К) ; , м

, .

Для прямоточних апаратів: ;.

Для протиточних апаратів: ;

Змістовий модуль 3. «Промислове теплоенергетичне устаткування»

Задача 3.1.

Задане паливо, котельний агрегат продуктивністю D, величина всмоктування повітря в газоходах котлоагрегата  і температура виходячих газів t_вих.

Визначити:

склад робочої маси палива і його нижчу теплоту згоряння, дати стислу характеристику палива;
спосіб спалювання палива, тип топки для його спалювання, дати стислу характеристику влаштування і роботи топки, навести її характеристики;
теоретичний V^o_п і дійсний V_п об’єм повітря, необхідний для згоряння 1 кг (1 м³) заданого палива ;
об’єм продуктів згоряння V_пз на виході з топки (при _т) і з котлоагрегату (при _вих) ;
корисне тепловиділення в топці Q_кор;
теоретичну температуру горіння t_гор;
ентальпію виходячих газів I_{пз вих} при температурі t _вих.

Вихідні дані, необхідні для розв’язання задачі вибрати з таблиці 3.1.

Таблиця 3.1.

Перед-остання цифра шифру	D10^-3, кг/год		Остання цифра шифру	t_вих, ^ОС	Вид палива
0	75	0,20	0	140	Донецьке кам'яне вугілля Д (довгополум’яне)
1	90	0,17	1	150	Мазут сірчастий
2	120	0,15	2	160	Газ із газопроводу Дашава - Київ
3	6,5	0,33	3	170	Кузнецьке кам'яне вугілля Г (газове)
4	16	0,28	4	180	Челябінське буре вугілля Б3
5	4	0,35	5	180	Газ із газопроводу Шебелінка - Москва
6	10	0,22	6	170	Карагандинське кам'яне вугілля К (коксове)
7	35	0,18	7	150	Газ із газопроводу Середня Азія - Центр
8	25	0,25	8	160	Чульмаканське кам'яне вугілля Ж (жирне)
9	50	0,21	9	140	Райчихинське буре вугілля Б2

Вказівка: Склад і нижча теплота згоряння палива, а також розрахункові характеристики топки наведені в таблицях А.6 - А.10.

При визначенні корисного тепловиділення температуру повітря перед топкою приймати: при факельному спалюванні бурого вугілля 400^оС ; при спалюванні вугілля в шарі на колосниковій решітці, при спалюванні газу і мазуту 30^оС ; в інших випадках 200^оС .

Визначення температури горіння виконувати за допомогою I - t діаграми, для побудови якої попередньо обчислити ентальпії продуктів згоряння I_пз при _т при температурах 1000, 1500 і 2000^оС.

Об'ємну теплоємність газів прийняти з таблиці А.11.

Основні розрахункові формули:

_; _; _;

_; _;

_{Для твердого і
рідкого палива:}

_{Для газового
палива:}

_; _;

;

_I_пз_при_t_{= 1000, 1500}_и₂₀₀₀ , ;

_I_пз_вих_при ,_;_t_гор_при_I_гор₌_Q_кор_;

; ;

; .

ДОДАТОК А

Таблиця А. 1

Мольна теплоємність газів, кДж/(кмольК)

Гази			к
Одноатомні	12,5	20,8	1,67
Двохатомні	20,8	29,1	1,40
Трьох - і багатоатомні	29,1	37,4	1,29

Таблиця А. 2

Фізичні властивості сухого повітря

(Р_п= 760 мм рт. ст.  1,01310⁵ Па)

t, ^ОС	, кг/м³	с_р, кДж кгК	  10², Вт мК	а  10⁶, м²/с	  10⁶, Па с	  10⁶, м²/с	Pr

-30	1,453	1,013	2,20	14,9	15,7	10,80	0,723
-20	1,395	1,009	2,28	16,2	16,2	11,61	0,716
-10	1,342	1,009	2,36	17,4	16,7	12,43	0,712
0	1,293	1,005	2,44	18,8	17,2	13,28	0,707
10	1,247	1,005	2,51	20,0	17,6	14,16	0,705
20	1,205	1,005	2,59	21,4	18,1	15,06	0,703
30	1,165	1,005	2,67	22,9	18,6	16,00	0,701
40	1,128	1,005	2,76	24,3	19,1	16,96	0,699
50	1,093	1,005	2,83	25,7	19,6	17,95	0,698
60	1,060	1,005	2,90	27,2	20,1	18,97	0,696
70	1,029	1,009	2,96	28,6	20,6	20,02	0,694
80	1,000	1,009	3,05	30,2	21,1	21,09	0,692
90	0,972	1,009	3,13	31,9	21,5	22,10	0,690
100	0,946	1,009	3,21	33,6	21,9	23,13	0,688

Таблиця А.3

Фізичні властивості водяної пари на лінії насичення

t, ^ОС	р  10^-5, Па	, кг/м³	i^", кДж Кг	r, кДж Кг	с_р, кДж кгК	, Вт мК	а  10⁶, м²/с	  10⁶, Пас	  10⁶, м²/с	Pr

200	15,55	7,862	2793	1941	3,023	0,035	1,492	15,99	2,03	1,36
250	39,78	19,98	2801	1716	4,158	0,045	0,544	18,25	0,913	1,68
300	85,92	46,21	2749	1404	6,28	0,062	0,216	21,29	0,461	2,13

Таблиця А. 4

Фізичні властивості води на лінії насичення

t, ^ОС	р  10^-5, Па	, кг/м³	i, кДж Кг	с_р, кДж кгК	, Вт мК	а  10⁸, м²/с	  10⁶, Пас	  10⁶, м²/с	  10⁴, К^-1	  10⁴, Н/м	Pr

0	1,013	999,9	0,0	4,212	0,551	13,1	1788	1,789	-0,63	756,4	13,67
10	1,013	999,7	42,04	4,191	0,571	13,7	1306	1,306	0,7	741,6	9,52
20	1,013	998,2	83,91	4,183	0,599	14,3	1004	1,003	1,82	726,9	7,02
30	1,013	995,7	125,7	4,174	0,618	14,9	801,5	0,805	3,21	712,2	5,42
40	1,013	992,2	167,5	4,174	0,635	15,3	653,3	0,659	3,87	696,5	4,31
50	1,013	988,1	209,3	4,174	0,649	15,7	549,4	0,556	4,49	676,9	3,54
60	1,013	983,2	251,1	4,179	0,659	16,0	469,9	0,478	5,11	662,2	2,98
70	1,013	977,8	293,0	4,187	0,668	16,3	406,1	0,415	5,7	643,5	2,55
80	1,013	971,8	335,0	4,195	0,674	16,6	355,1	0,365	6,32	625,9	2,21
90	1,013	965,3	377,0	4,208	0,680	16,8	314,9	0,326	6,95	607,2	1,95
100	1,013	958,4	419,1	4,220	0,684	16,9	282,5	0,295	7,52	588,6	1,75
110	1,43	951,0	461,4	4,233	0,685	17,0	259,0	0,272	8,08	569,0	1,60
120	1,98	943,1	503,7	4,250	0,686	17,1	237,4	0,252	8,64	548,4	1,47
130	2,70	934,8	546,4	4,266	0,686	17,2	217,8	0,233	9,19	528,8	1,35
140	3,61	926,1	589,1	4,287	0,685	17,2	201,1	0,217	9,72	507,2	1,26
150	4,76	917,0	632,2	4,313	0,684	17,3	186,4	0,203	10,3	486,6	1,117
160	6,118	907,4	675,4	4,346	0,681	17,3	173,6	0,191	10,7	466,0	1,10
170	7,92	897,3	719,3	4,380	0,676	17,2	162,8	0,181	11,3	443,4	1,05
180	10,30	886,9	763,3	4,417	0,672	17,2	153,0	0,173	11,9	422,8	1,03
190	12,55	876,0	807,8	4,459	0,664	17,2	144,2	0,165	12,6	400,2	0,965

Таблиця А.5

Фізичні властивості димових газів

(Р_п= 760 мм рт. ст.  1,01310⁵ Па; r(СО₂=0,13); r(Н₂О=0,11); r(N₂=0,76))

t, ^ОС	, кг/м³	с_р, кДж кгК	  10², Вт мК	а  10⁶, м²/с	  10⁶, Па с	  10⁶, м²/с	Pr

0	1,295	1,042	2,28	16,9	15,8	12,2	0,72
100	0,950	1,068	3,13	30,8	20,4	21,54	0,69
200	0,748	1,097	4,01	48,9	24,5	32,80	0,67
300	0,617	1,122	4,84	69,9	28,2	45,81	0,65
400	0,525	1,151	5,7	94,3	31,7	60,38	0,64
500	0,457	1,185	6,56	121,1	34,8	76,30	0,62

Таблиця А. 6

Розрахункові характеристики природних газів

Назва	Склад газу по об’єму, %							Нижча теплота
газопроводу	CH₄	C₂H₆	C₃H₈	C₄H₁₀	C₅H₁₂	N₂	CO₂	згоряння МДж/м³

Дашава-Київ	98,9	0,3	0,11	0,1	-	0,4	0,2	35,9
Шебелінка-Москва	94,1	3,1	0,6	0,2	0,8	1,2	-	37,9
Середня Азія-Центр	93,8	3,6	0,7	0,2	0,4	0,7	0,6	37,6

Таблиця А. 7

Основні розрахункові характеристики шарових топок

Характеристики,

Топки із закидачем

і нерухомим шаром

Топки із закидачем

і ланцюговою решіткою

їхня позначка

Буре вугілля

Кам'я

Буре вугілля

Кам'я

і одиниці

вимірювання

малопо пілове

А^п 1,5

високо попілове

А^п 2,4

не вугілля

А^п  1,0

малопо пілове

А^п 1,5

високо попілове А^п 2,4

не вугілля

А^п  1,0

Коефіцієнт надлишку повітря в топці _т

1,4

1,3

Втрати від хімічної неповноти згоряння q₃, %

1,0

0,5

Втрати від механічної неповноти згоряння q₄, %

Теплова напруга об’єму топки, кВт/м³

230-350

300-470

Теплова напруга дзеркала

930 -

800 -

930 -

горіння, кВт/м²

1150

1050

1150

1600

1300

1150

Частка уносу

попілу а _ун

0,15

0,10

0,15

0,25

0,12

0,20

Таблиця А. 8

Розрахункові характеристики деякого твердого і рідкого палива

Басейн,	М а	Склад робочої маси , %								Нижча теплота	Вихід летких
родовище	р к	W^p	A^p	S^p_к	S^p_ор	C^p	H^p	N^p	O^p	згорян-ня,	речовин V^Г,
	а									МДж/кг	%

Донецький	Д	14,0	25,8	2,5	1,4	44,8	3,4	1,0	7,1	18,0	43
Кузнецький	Г	17,0	9,5	0,5		59,5	4,0	1,5	11,0	22,8	41
Карагандинський	К	8,0	27,6	0,8		54,7	3,3	0,8	4,8	21,2	28
Челябінський	Б3	18,5	29,5	1,0		37,3	2,8	0,9	10,5	12,8	46
Райчихинський	Б2	37,5	9,4	0,3		37,7	2,3	0,6	12,2	12,7	43
Чульмаканський	Ж	7,5	23,1	0,3		59,0	4,1	1,0	5,0	23,2	38
Мазут	сірчастий	3,0	0,1	1,4		83,8	11,2	-	0,5	39,7	-

Таблиця А. 9

Основні розрахункові характеристики камерних топок

		Коефіці-	Втрати теплоти , %				Теплова
Тип топки	Паливо	єнт над-лишку повітря	від хімічної неповноти згоряння (q ₃)		від механічної неповноти згоряння (q ₄)		напруга об’єму топки, кВт/м³		Частка уносу попілу,
		в топці,	Котли паропродуктивністю (D), т/год
		 _т	< 75	75	< 75	75	< 75	75	а _ун

Пиловугільні	Кам'яне вугілля	1,2	0,5	0	3,0	1,0	210	175	0,9
	Буре вугілля	1,2	0,5	0	1,5	0,5	240	185	0,9
Шахтно-млинові	Кам'яне вугілля	1,25	0,5		6,0	4,0	150		0,85
	Буре вугілля	1,25	0,5		2,0	1,0	175		0,85
Камерні	Мазут	1,1	0,5		-		290		-
для спалювання рідкого і	Газ (змішувальні пальники)	1,1	0,5		-		350		-
газового палива	(безфакельні пальники)	1,1	0,5		-		До 870		-

Таблиця А. 10

Типи топок, що рекомендуються для котельних агрегатів

Вид палива	Паропродуктив-ність , т/год	Топка

Кам'яне вугілля	10	Із закидачем і нерухомим шаром
	15... 35	Із закидачем і ланцюговою решіткою
	25	Шахтно-млинова - для вугілля з V^Г > 30%
	35	Пиловугільна
Буре вугілля	10	Із закидачем і нерухомим шаром
	15... 35	Із закидачем і ланцюговою решіткою
	35... 75	Шахтно-млинова
	> 75	Пиловугільна
Газ і мазут	Всі значення	Камерна

Таблиця А. 11

Середня об'ємна теплоємність газів при постійному тиску, кДж/(м³К)

t,^oC	N₂	RO₂	H₂O	Повітря
0	1,2946	1,5998	1,4943	1,2971
100	1,2958	1,7003	1,5052	1,3004
200	1,2996	1,7873	1,5223	1,3071
300	1,30667	1,8627	1,5424	1,3172
400	1,3163	1,9297	1,5654	1,3289
500	1,3276	1,9887	1,5897	1,3427
600	1,3402	2,0411	1,6148	1,3565
700	1,3536	2,0884	1,6412	1,3708
800	1,3670	2,1311	1,6680	1,3842
900	1,3796	2,1692	1,6957	1,3976
1000	1,3917	2,2035	1,7229	1,4097
1500	1,4440	2,3354	1,8527	1,4620
2000	1,4825	2,4221	1,9628	1,5010

ДОДАТОК Б

Таблиця Б.1.

Розподіл балів, присвоюваних студентами*:

Кількість балів

Загальна кільк. балів по зміст. модулям

Підсумковий контроль

(екзамен)

Сума

Змістовий

модуль І

Технічна термодинаміка

Змістовий

модуль ІІ Теплопередача

Змістовий

модуль ІІІ

Теплоенерге-тичне устаткування

100

Примітка:

Виконано згідно наказу ДонНУЕТ № 402 оп від 18.06.07 р.

Таблиця Б.2.

Методи оцінювання. Система нарахування балів

№	Види робіт	Бали
	Виконання та захист домашньої контрольної роботи (одна задача)	10
	Самостійне рішення ситуаційної задачі в аудиторії	1
	Усна відповідь по темі	1
	Реферат	5
	Написання тестових завдань	0 - 5

Шкала оцінювання:

90 -100 балів - відмінно (А);

75 - 89 балів - добре (ВC);

60 - 74 балів - задовільно (DE);

35 - 59 балів - незадовільно з можливістю повторного складання (FX);

1 - 34 балів - незадовільно з обов'язковим повторним курсом (F).

ДОДАТОК В

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 1412 13 14 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
18.08.20191.07 Mб10Ivanina_E_A_Audit_2011.doc
#
09.11.2019817.15 Кб4Ivanova_O.V.Gordienko_E.S.Finansi.__Metodichni_...doc
#
15.11.2019608.77 Кб5Kaneeva_I.I._Gvasaliya_D.S.Groshi_ta_kredit_STR...doc
#
13.09.2019424.45 Кб7Kaneeva_I_I_Groshi_ta_kredit_Zasobi_diagnostiki...doc
#
21.07.2019530.91 Кб3Kapiltsova_V.V.Kugeleva_A.A.Politicheskaya_ekon....rtf
#
21.02.20161.03 Mб14Karnauh_V.V.,Danko__V.P.Teplotehnika.Met.vkaz..doc
#
16.08.2019813.57 Кб9Kinko_E.N._Ekonomicheskaya_teoriya_2012.doc
#
21.02.2016620.54 Кб19Kinko_O.M._Fomina_M.V._Mikroekonomika.2011.doc
#
13.08.2019842.75 Кб3Kinko_O.M._Osnovi_ekonomichnoyi_teoriyi_2011.doc
#
23.09.2019403.97 Кб5knights_culture.doc
#
02.09.20191.04 Mб5Kochetov__V.O.,__Golovchenko_N.V._Buh._oblik_v_...doc