Методические указания к решению задания 3

Для вариантов 1-10.

Процесс перехода насыщенного пара в перегретый осуществляется при постоянном давлении. Начальная точка процесса 1 образуется пересеченном изобары со значением Р на диаграмме в координатах h —s и линии постоянной степени сухости х. Проецируя полученную точку на ось ординат, находим значение энтальпии h₁ кДж/кг. Затем перемещаясь по изобаре, до пересечения с заданной температурой t₂, находим точку 2. Проецируя эту точку на ось ординат, находим энтальпию конечной точки процесса h₂.

Аналогично находим удельные объемы начального V₁ и конечного V₂ состояний, то есть проводим изохоры, проходящие через найденные точки (изохоры на h — s диаграмме изображаются пунктирными линиями). Их значения нанесены на диаграмму h —s в верхней части.

Количество подведенного тепла:

Изменение внутренней энергии:

Для вариантов 11-20.

По заданым параметрам находим точку 1, то есть ищем точку пересечения изобары P₁ и степени сухости X. Проецируя ее на ось ординат, находим энтальпию h₁. По изохоре (штриховая линия), проходящей через начальную точку, находим V1 поднимаясь по ней до ее значения. Чтобы найти коночную точку 2, надо переместиться по изохоре значения V₁ до заданной конечной температуры t₂. Значения температуры нанесены на правой стороне диаграммы. Проецируя полученную точку на ось ординат, получим h₂. Значение Р₂ находим по пересекающей точку 2 изобаре.

Количество подведенного тепла для изохорного процесса:

так как работа процесса ℓ=0

Для вариантов 21-30.

По начальным праметрам находим точку 1, полученную в результате пересечения изобары со значением Р₁ и изотермы со значением t₁. Проецируя ее на ось ординат, находим энтальпию h₁ Изохора, проходящая через найденную точку, соответствует объему V₁ так как изменение энтропии при адиабатном процессе равно нулю, то в h — s — диаграмме адиабата изображается вертикальной прямой. Поэтому из точки 1 проводим вертикальную линию до пересечения с изобарой Р₂. Проецируя точку 2 на ось ординат, получаем энтальпию h2. находим в этой точке степень сухости пара X₂, объем пара X₂, конечную t₂ Эта температура определяется изотермой, проходящей через точку пересечения изобары Р₂ с пограничной кривой X=1

Работа полученная в результате расширения ℓ=-Δu

Задание 4

Варианты 1-10

Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при υ — const определить параметры характерных для цикла точек, количества подведенной и отведенной теплоты, термический КПД цикла и его полезную работу (кДж).

Дано: Р₁; t₁; ε; λ; k=1,4.

Рабочее тело—воздух. Теплоемкость считать постоянной. Построить цикл в координатах

Р — υ.

Варианты 11-20

Необходимо найти давление и объем в характерных точках цикла двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при Р - const, а также его термический КПД η₁ и полезную работу (кДж). Построить цикл в координатах Р — υ.

Дано: Р₁ ; ε ; g ; к = 1,4. Диаметр цилиндра d, м. ход поршня S. м. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость считать постоянной.

Варианты 21-30

В цикле поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты начальное давление Р₁ МПа, начальная температура t₁ ^оС, количество подведенной теплоты

Q=1090 кДж. Степень сжатия ε.

Какая часть теплоты должна выделяться в процессе при υ— const, если максимальное давление составляет Р₃=Р₄ (МПа). Рабочее тело —воздух. Теплоемкость считать постоянной.

Методические указания к решению задания 4

В решении задач вариантов 1-10 рассматривается цикл OТТО—цикл ДВС с подводом теплоты при постоянном объеме. Он состоит из 2-х

адиабат и 2-х изохор.

Характеристиками цикла являются:

количество подведенной теплоты

количество отведенной теплоты

работа цикла:

термический КПД цикла:

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:

ρ = υ₁/υ₂ — степень предварительного

расширения;

количество подведенной теплоты в цикле:

количество отведенной теплоты:

работа цикла:

термический КПД цикла:

В результате решения строится диаграмма в координатах P — υ. Масштаб 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:

количество подведенной теплоты:

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

количество отведенной теплоты:

q₂ = C_υ (T₄ – T₁(кДж/кг);

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 газовt_г , температура кипящей водыt_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

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 иt₂ а степени черноты соответственно равны ε₁=0.9. ε₂=0,7

Определите для трубы потерю теплового потока.

Варианты 21-30

Необходимо нагреть за час массу m кг воды от температурыt'_в до t"_в дымовыми газами с начальной температуройt'_г. Расход дымовых газов m_гтеплоемкость газов

теплопередачи коэффициент

Определите поверхность нагрева F для прямотока.

Методические указания к решению задания 5

Для вариантов 1-10

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

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

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);

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

λ₁- коэффициенты теплопроводности каждого из материалов,

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:

где Q- тепловой поток, Вт;

k — коэффициент теплопередачи,

F — поверхность нагрева, м²;

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

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:

.

Далее необходимо рассчитать поверхность нагрева для прямотока:

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 воздухаt ^oС, часовой расход воздуха В. кг/ч.

Для определения потери теплового потока нужно воспользоваться формулой:

Продолжение

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:

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

• ⇐ Назад
• 1
• 23