ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина теоретические основы теплотехники позволяют рассчитывать тепловой баланс между поступающей в систему теплотой, и теплотой, отводимой в ок­ружающую среду. Отводимая в окружающую среду теплота зависит от спо­соба теплообмена и термодинамической системы. Причем, несмотря на многочислен­ные допущения, принимаемые при изучении теоретических основ теплотех­ники, расчетные данные могут использоваться при проектировании реальных систем, что подчеркивает практическую ценность изучаемой дисциплины.

В этой связи, расчет систем теплоснабжения приобретает особую актуальность, так как методы расчета справедливы для всех систем.

Данная курсовая работа обобщает полученные знания по теплооб­мену в сложных термодинамических системах и предназначена для демонст­рации методов расчета теплообмена теплопередачей, теплоотдачей при кон­вективном теплообмене и тепловым излучением.

Целью курсовой работы является демонст­рация и применение методов расчета систем теплоснабжения.

Курсовая работа выполняется по учебному заданию и включает следующие задачи:

• составление теплового баланса;

• определение теплопотерь;

• определение тепловой мощности и параметров источника тепла;

• графическое сопровождение расчетов.

Задание на курсовую работу

5 Вариант

Сфера - однослойная; сф = 0,5 м ; сф = 0,64 Вт/м.К.

Цилиндр - однослойный;ц - 0,5 м; ц = 1,63 Вт/м.К.

Плоская стенка - двухслойная, тонкий слой внутри;

_ст1 = 0,05 м; ст1 = 0,20 Вт/м.К.

_ст2 = 0,45 м; ст2 =1,05 Вт/м.К.

Излучатель -_изл = 0,005 м; _изл = 180 Вт/м.К.

Коэффициент черноты w = 0,995

Теплопровод - труба теплоизолированная; изоляционный слой - 2;

длина L тпр = 45м; _тпр1 = 0,03м; _тпр1 = 55,0Вт/м К

_тпр2 = 0,20м; _тпр2 = 0,06Вт/м.К.

Скорость движение теплоносителя 0,2м/с.

диаметр внутренний d _тпр = 0,085м.

теплоноситель - вода.

Теплообменник — коридорного типа;

расстояние между трубами в ряду ₁ = 0,2м,

расстояние между рядами ₂ = 0,2м,

внутренний диаметр трубы _то= 008 м,

толщина трубы _то = 0,002м.

теплопроводность стенок трубы _то = 195 Вт/м К.

первичный теплоноситель воздух;

скорость воздуха в самом узком месте пучка труб W= 14м/с.

температура первичного теплоносителя:

на входе Т_вх =1700К, на выходе Т_вых = 1100

1. Уравнение теплового баланса

Тепловой баланс устанавливает равенство между поступающим в агрегат количеством теплоты и его расходом. На основании теплового баланса определяют расход топлива и вычисляют коэффициент полезного действия и эффективность работы.

Принимая во внимание заданную систему теплоснабжения (рис. 1.1), теплота подводится с первичным теплоносителем теплообменника, которым является в данной ситуации воздух. Данная теплота расходуется на теплопередачу конвекцией вторичному теплоносителю теплообменника, в качестве которого применяется вода. Нагретая вода передаётся по теплотрассе непосредственно в сам нагреватель объекта теплоснабжения. Нагреватель объекта должен в свою очередь обеспечивать необходимую температуру внутри объекта при потере теплоты в окружающую среду через его изолирующие стенки. При этом передача теплоты внутреннему пространству объекта от нагревателя осуществляется путём лучистой теплоотдачи, а в окружающую среду, передача теплоты происходит путём теплопроводности через изолирующие стенки объекта.

– теплота, подводимая к теплообменнику с первичным теплоносителем; – теплота, уносимая с первичным теплоносителем; – теплота, подаваемая вторичным теплоносителем теплообменника в теплотрассу; – теплота, теряемая в теплотрассе; – теплота, излучаемая тепловым излучателем; – теплота, отводимая от объекта в окружающую среду.

Рис. 1.1 – Система теплоснабжения.

В соответствии с описанной системой теплоснабжения уравнения теплового баланса будут иметь следующий вид:

(1.1)

где – теплота, подводимая к теплообменнику а первичным теплоносителем, Дж;

– теплота, уносимая с первичным теплоносителем, Дж;

– теплота, подаваемая вторичным теплоносителем теплообменника в теплотрассу, Дж;

– теплота, теряемая в теплотрассе, Дж;

– теплота, излучаемая тепловым излучателем, Дж;

– теплота, отводимая от объекта в окружающую среду, Дж.

Для решения системы уравнений теплового баланса необходимо определить их составляющие.