Для Р —const, 2 страница

Характеристиками цикла являются:

ε = υ₁/ υ₂ — степень сжатия,

λ =P₃/P₂ — степень повышения давления;

количество подведенной теплоты

q₁ = C_υ(T₃-T₂). (кДж/кг);

количество отведенной теплоты

q₂= C₁ (T₄-T1) (кДж/кг)

работа цикла:

ℓ= q₁ — q₂ (кДж/кг)

термический КПД цикла:

η1 = 1-
ε^λ- 1

зависимость теплоемкости от t⁰ — const

В решении задач вариантов 11-20 рассчитывается цикл с подводом теплоты при постоянном давлении - цикл Дизеля. Он состоит из двух адиабат, одной изобары, одной изохоры.

Характеристиками цикла являются:

ε=υ₁/υ₂ —степень сжатия

ρ = υ₁/υ₂ — степень предварительного

расширения;

количество подведенной теплоты в цикле:

q₂=С_p(T₃-T₂), (кДж/кг);

количество отведенной теплоты:

q = С_υ(Т₄-Т₁),(кДж/кг);

работа цикла:

L = q₁-q₂ (кДж/кг);

η1 = 1 -		.	ρ^k - 1
ε^k^∙1	k (ρ – 1)

термический КПД цикла:

В результате решения строится диаграмма в координатах P — υ. Масшта б выбирается произвольно.

В решении задач вариантов 21-30 рассчитывается смешанный цикл - цикл Тринклера, который состоит из двух адиабат, двух изохор и одной изобары.

Характеристики цикла:

ε = υ₁/υ₂; λ = P₃/P₂; ρ = υ₄/υ₃

количество подведенной теплоты:

q₁ =С_υ(Т₃ — Т₂) + С_р(Т₄ — T₃),(кДж/кг);

количество отведенной теплоты:

q₂ = C_υ (T₄ – T₁(кДж/кг);

υ₄

η1 = 1-		·	λρ^k - 1
ε^k^– 1	λ – 1 + k· λ(ρ – 1)

термический КПД цикла:

Зависимость теплоемкости oт температуры принять постоянной.

В результате решения строится диаграмма в координатах Р — υ. Масштаб выбирается произвольно

Задание 5

Варианты 1-10

Определите количество тепла, передаваемого от дымовых газов к
кипящей воде через:

а) стальную чистую стенк толщиной δ₁;

б) стальную стенку, покрытую со стороны воды слоем накипи

толщиной δ₂. Температура дымовых газов t_г, температура кипящей воды t_в, коэффициент

теплоотдачи от газов к стенке

и от стенки к воде

в) стальную стенку, покрытую со стороны воды слоем накипи и слоем

масла толщиной δ₃

Данные	Задачи
δ1,мм							8,5	6,5	4,5	3,5
δ2,мм									8,5	7,5
tr, ^0C
tв,^0C
δз, мм		1,5	0,5	1,5	1,2	2,0	1,8	1,6	1,0	0,8

Варианты 11-20

Изолированная теплофикационная труба длиной L с наружным диаметром изоляции d проложена внутри прямоугольного бетонного канала, размером (а х b). Температуры, поверхностей изоляции трубы и стенок канала соответственно t₁ и t₂ а степени черноты соответственно равны ε₁ =0.9. ε₂ =0,7

Данные	Задачи
ι, м
d, мм
а, мм
b, мм
t1,^0C
t2,^0C

Определите для трубы потерю теплового потока.

Варианты 21-30

Необходимо нагреть за час массу m кг воды от температуры t'_в до t"_в дымовыми газами с начальной температурой t'_г. Расход дымовых газов m_г теплоемкость газов

Cрм=1,047	кДж
кг∙^0С

теплопередачи коэффициент

к=163,3	Вт
м^2∙^0С

Определите поверхность нагрева F для прямотока.

Данные	Задачи
mв, кг
t'в, ^0C
t"в, ^0C
t'r, ^0C
mr, кг/ч

Методические указания к решению задания 5

Для вариантов 1-10

Для определения количества тепла, передаваемого дымовыми газами через однослойную стенку, используется формула:

q=к(tr-tв),	Вт
м^2

где k —коэффициент теплопередачи, определяемый для случая а):

к=		∙	Вт
1/α1+δ/λ+1/α2	м^2∙^0С

Вт

м²∙⁰С

где δ — толщина стенки, м;

λ — коэффициент теплопроводности стенки,

α₁ и α₂ - коэффициенты теплоотдачи от газов к стенке и от стенки к воде

Для случаев б) и в);

k =
n 1/α1 + Σ ∙ δi/ λi+1/α2

где δ₁ — толщина каждого из слоев между газами и водой, м;

λ₁ - коэффициенты теплопроводности каждого из материалов,

Вт

м∙⁰С

составляющих слои стенки.

Для вариантов 11-20

где Cпр — приведенный коэффициент лучеи

Q = CnpF1^.		Т1	4 -	T2

где C_пр – приведенный коэффициент лучеиспускания, определяемый как:

Спр = -	1
1/С1+F1/F2(1/C2 – 1/C0)

где С₁=С₀. ε и С₂=С₀. ε₂ — коэффициенты поверхностей Вт/м^{2 0}К⁴.

С =5,67 Вт/м^{2 0}К4 — постоянная излучения абсолютно черного тела;

ε₁ и ε₂ — степени черноты поверхностей;

F₁ — площадь внешней поверхности трубы, м²;

F₂ - площадь внутренней поверхности бетонного канала, м².

Для вариантов 21-30

Для определения поверхности нагрева используется уравнение:

Q = k · FΔcp. Вт,

где Q - тепловой поток, Вт;

Вт

м²∙⁰С

k — коэффициент теплопередачи,

F — поверхность нагрева, м²;

Δt_cр — средний температурный напор вдоль поверхности нагрева. Тепло, передаваемое воде, равно:

Q=m_в С_pm(t'_в-t"_в).

где m_в — масса нагреваемой воды, кг;

С_pm — средняя изобарная теплоемкость воды, кДж/кг °С; (С_pm принять равной 4,19 кДж/кг°С)

t'в — начальная температура воды, °С;

t"в — конечная температура воды, °С.

Конечную температуру газов t"г определяем из уравнения теплового баланса:

.

Q = m_г·С_pm2(t'_г-t"_г)

Далее необходимо рассчитать поверхность нагрева для прямотока:

F = Q/(Q∙ ∆t_ср),м²

∆tср=	∆tб-∆tм	если ∆tб/∆tм>1,7
ln∆tб/∆tм

где

где Δб = t'_г-t'_в;Δtм=t"_г-t"_в — максимальная и минимальная разности температур теплоносителей

Литература: 1, стр. 138…191; 3, стр. 62…93; 4, стр. 145…182; 5, стр. 203…277, 319…325

Задание 6

Определите низшую теплоту сгорания и объем воздуха, поступающего в топку для сжигания угля данного состава по рабочей массе. Коэффициент избытка воздуха α, температура воздуха t ^oС, часовой расход воздуха В. кг/ч.

Для определения потери теплового потока нужно воспользоваться формулой:

Данные	Задачи
C^P, %	70,4	41,4									32,8
H^P, %	5,02	2,9	6,22	3,1	2,88	4,2	4,6	5,2	2,8	6,0	2,4	3,5	4,2	4,0	5,1
O^P, %	11,7	10,5	11,0	9,2	9,0	9,5	9,8	12,5	10,0	8,4	9,9	10,2	8,0	6,8	10,4
N^P, %	0,88	1,0	1,9	0,7	0,5	0,9	1,5	1,6	1,8	2,0	0,6	2,1	3,2	2,2	0,6
S^Pл, %	2,0	0,9	2,2	2,0	1,9	0,9	0,8	1,5	1,8	1,6	2,9	0,9	2,2	15,8	12,9
A^P, %	5,0	24,3	6,0	8,3	12,0	10,8	5,8	11,6	16,2	15,1	18,4	7,5	5,0	6,2	8,2
W^P, %	5,0	19,0	4,68	24,7	23,72	9,7	17,5	9,6	17,4	24,9	33,0	37,8	37,4		16,8
α	1,5	1,35	1,4	1,7	1,3	1,2	1,6	1,65	1,4	1,3	1,4	1,2	1,4	1,4	1,3
t1, ^0C
B, кг/ч

Продолжение

Данные	Задачи
C^P, %	48,4	52,3	54,8	56,0	62,8	65,5		74,2		71,5	70,0	50,6		70,7
H^P, %	5,2	6,4	2,5	5,0	4,2	5,6	5,4	5,3	5,2	5,2	5,3		7,2	6,2	5,6
O^P, %	11,9	9,5	10,0	12,5	9,6	2,4	1,5	1,8	14,4	10,2	9,6	12,2	10,2	8,5	12,0
N^P, %	1,5	0,5	1,2	1,6	0,9	5,6	3,8	1,2	1,3	1,7	1,5	2,5	0,3	0,9	2,3
S^Pл, %	2,2	2,0	2,5	1,5	0,8	0,7	4,5	2,0	6,1	2,7	0,8	0,3	4,9	2,2	1,9
A^P, %	21,0	15,2	16,0	17,0	10,8	8,5	4,0	4,5	5,0	5,2	4,2	12,4	6,3	5,0	4,2
W^P, %	9,8	14,1		6,4	10,9	11,7	9,8		7,0	3,5	8,6		17,1	6,5	9,0
α	1,3	1,35	1,35	1,2	1,2	1,25	1,6	1,5	1,55	1,7	1,65	1,2	1,3	1,4	1,5
t1, ^0C
B, кг/ч

Методические указания к решению задания 6

Для нахождения низшей теплоты сгорания необходимо воспользоваться формулой Д. И. Менделеева:

Q^p_H = 338C^P + 1025H^P -108.5(O^P-S^p_л)- 25W^p, кДж/кг, где С^р. Н^р. О^р, S^p, W^p — составляющие рабочей массы топлива в %.

Теоретическое количество воздуха определяется:

V_o = 0,0899К^р + 0,266Н^р - 0,ЗЗЗО^р, м³/кг, где K^p = C^p + O,375S^p_л.

Действительное количество воздуха V = αV_o, м³/кг.

Далее можно найти часовой расход воздуха: V_в = V ∙ В, м³/ч.

Учитывая температуру воздуха:

V’в= Vв∙ 1+	t	м^3/ч

Литература:1,стр. 195…207; 3, стр. 93…103; 4,стр. 183…212

Дата добавления: 2015-05-09