Розрахунок теплової частини ТЕЦ

1Додаток

Задача№ 1.(№ 1, стор. 45).

Газ – повітряз початковоютемпературоюt₁ = 27Сстискаєтьсяв одноступеневомупоршневомукомпресорівід тиску р₁= 0,1 МПа до тискур₂. Стиск можевідбуватисяпо ізотермі,адіабаті таполітропі зпокажчикомполітропи n.Визначити длякожного з трьохпроцесів стискукінцеву температуругазу t₂, відведенувід газу теплотуQ, кВт, та теоретичнупотужністькомпресора,якщо йогопаропродуктивністьG. Подати зведенутаблицю. Дані,необхідні длярозв’язкузадачі, вибратиз таблиці 13.Розрахуноквести без врахуваннязалежностітеплоємностівід температури.

№ варіанту	t1,С	N	G, кг/год	р1,МПа	Р2,МПа
48	27	1,33	700	0,1	0,95

T₂,Q, N – ?

Розв’язок:

1). Ізотермічнийпроцес.t₁ = t₂= 27C;U= 0;

Вт;

Потужністьприводу:

Вт.

2). Адіабатичнийпроцес.

;k_{повітря}= 1,4;q = 0.

K;

кВт.

3). Політропнийпроцес.

;

K;

Вт;

Вт.

Зведенатаблиця:

Процес	Т2,К	q	U	l	S	Nпр,кВт
		кДж/кг
Ізотерм.	300	193,836	0	–193,836	–0,65	–37,69
Адіабат.	570,78	0	194,29	–272	0	–52,9
Політроп.	524,46	–96,6	161,05	–259,63	–0,24	–50,5

Задача№2,(№4, стор. 47).

Визначитиповерхню нагрівурекуперативногогазоповітряноготеплообмінникапри прямоточнійта протиточнійсхемах рухутеплоносіїв,якщо об’ємнавитрата повітря,що нагріваєтьсяпри нормальнихумовах V_н,середній коефіцієнттеплопередачівід продуктівзгоряння доповітря К, початковіі кінцеві температурипродуктівзгоряння таповітря відповідноt'₁, t''₁, t'₂, t''₂.дані необхіднідля вирішеннязадачі, вибратиз табл. 16.

№ варіанту	VH,м3/год	K,Вт/(м2К)	t'1C	t''1C	t'2C	t''2C
48	9000	26	700	500	10	400

Розв’язок:

Поверхнянагріву, м²:

Масовавитрата повітря:

Теплоємністьповітря:С_рп= 1,03 кДж/кг;

Потіктепла від газудо повітря:

Q = C_pпm_пt_п= 1,031,93(400– 10) = 775,281 кВт;

Середнялогарифмічнарізниця температур:

а). Прямоток:

а). Протиток:

Задача№ 3.(№1, стор. 48).

Заданопаливо тапаропродуктивністькотельногоагрегату D. Визначитисклад робочоїмаси паливата його найменшутеплоту згоряння,спосіб спаленняпалива, типтопки, значеннякоефіцієнтанадлишку повітряв топці _тта на виходіз котлоагрегату_ухпо величиніприсоса повітряпо газовомутракту ();знайти необхіднукількістьповітря длязгоряння 1 кг(1 м³) палива іоб’єми продуктівзгоряння при_ух,а також ентальпіюгазів при заданнійтемпературіt_ух. Вихіднідані, необхіднідля розв’язкузадачі, прийнятиз табл. 17.

Вказівка.Елементарнийсклад і нижчатеплота згорянняпалива, а такожрекомендаціїщодо виборутопки і коефіцієнтанадлишку повітряв топці приведенів додатках 5–8методичнихвказівок.

№ варіанту	Видпалива	D, т/год		tух,C
48	Челябінськевугілля Б3 (буре)	160	0,15	130

Розв’язок:

W^P= 18;A^P= 29,5; S^P= 1; C^P= 37,3;H^P= 2,8;

N^P= 0,9;O^P= 10,5;

=13,9МДж/кг.

Тип топки– шахтно–млинова.

Коефіцієнтнадлишку повітряв топці:_Т= 1,25.

Коефіцієнтнадлишку повітряза котлом:

 = _Т +  = 1,25 + 0,15 = 1,4.

Теоретичнакількістьповітря:

V⁰= 0,089C^P+ 0,265H^P+ 0,033(S^P– O^P)=

= 0,08937,3+ 0,2652,8+ 0,033(1– 10,5) = 3,75 м³/кг;

Об’ємнадлишковогоповітря:

V = (– 1)V⁰= (1,4 – 1)3,75= 1,5 м³/кг;

Теоретичнийоб’єм трьохатомнихгазів:

V_RO2= 0,0186(C^P+ 0,375S^P)= 0,0186(37,3+ 0,3751)= 0,701 м³/кг;

Теоретичнийоб’єм двохатомнихгазів:

V_R2= 0,79V⁰+ 0,008N^P= 0,793,75+ 0,0080,9= 2,97 м³/кг;

Дійснийоб’єм сухихгазів:

V_сг= V_RO2+ V_R2+ V= 0,701 + 2,97 + 1,5 = 5,171 м³/кг;

Теоретичнийоб’єм водяноїпари:

V_H2O= 0,0124(9H^P+ W^P)+ 0,0161V⁰ =

= 0,0124(92,8+ 18) + 0,01613,75 = 0,596м³/кг;

Загальнийоб’єм газів:

V = V_сг+ V_H2O= 5,171 + 0,596 = 5,767 м³/кг;

Ентальпіягазів:

I_ух= [(V_iC_i)]t_ух= (V_RO2C_RO2+ V_R2C_R2+ V_H2OC_H2O+ VC_B)t_ух.

Об’ємнатеплоємністьсухих газів,водяної парита повітря при

t_ух= 130C,кДж/(м³гр):C_RO2= 1,8;C_R2= 1,3;C_H2O= 1,52;C_B=1,3.

I_ух= (0,7011,8+ 2,971,3+ 0,5961,52+ 1,51,3)130= 1037,2 кДж/кг.

Задача №4.(№2,стор. 46).

Водянийпар з початковимтиском р₁ = 3МПа та ступенемсухості х₁= 0,95 надходитьв пароперегрівач,де його температурапідвищуєтьсяна t; післяперегрівачапар ізотропнорозширюєтьсяв турбіні дотиску р₂. Визначити(по hs – діаграмі)кількістьтеплоти (на 1кг пара), підведеноїдо нього впароперегрівачі,роботу циклуРенкіна таступінь сухостіпара х₂ в кінцірозширення.Визначити такожтермічний ККДциклу. Визначитироботу циклуі кінцеву ступіньсухості, якщопісля пароперегрівачапар дроселюєтьсядо тиску р₁’.Дані, необхіднідля вирішеннязадачі, вибратиз таблиці 14.

t,C	p2,кПа	p1’,МПа
235	3,0	0,50

Розв’язок:

і₀= 2635 кДж/кг;t₁’= 140C;

t_пп= t₁’+ t= 140 + 235 = 375C;

i_пп= 3240 кДж/кг;

q_пп= i_пп– i₀= 3240 – 2635 = 605 кДж/кг;

x₂= 0,912;i_K= 2340 кДж/кг;

l= i_пп– i_K= 3240 – 2340 = 900 кДж/кг;

t_K’= 24C;

i_K’= C_PBt_K’= 4,224= 100,8 кДж/кг;

q= i_пп– i_K’= 3240 – 100,8 = 3139,2 кДж/кг;

_у= l /q = 900 /3139,2 = 0,29.

P_др= 0,5 МПа;i_K^др= 2300 кДж/кг;х₂^др= 0,9.

l_др= i_пп– i_К^др= 3240 – 2300 = 940 кДж/кг.

Задача№ 5.(№4, стор. 50).

Визначитидіаметр циліндруі ход поршнячотирьохтактного.ДВЗ по відомимзначеннямефективноїпотужності,середньогоіндикаторноготиску, механічногоККД, кількостіобертів двигунаі відношення.Розрахуватигодинну і ефективнупитому витратупалива, якщоіндикаторнийККД двигуна, а нижча теплотазгоряння МДж/кг.Вихідні дані,необхідні длярозв’язкузадачі, наведенів таблиці.

№ варіанту	Ne,кВт	N, об/хв	pi,кПа	z	i	м	S/D
48	100	2100	600	4	0,38	0,81	0,95

Розв’язок:

Робочийоб’єм циліндра:

Витратапалива:

де

–індикаторнапотужність:

Ефективнапитома витратапалива:

Задача№ 6.(№3, стор. 47).

По горизонтальнорозташованійметалевій трубі[ = 20 Вт/(мК)]зі швидкістю течевода, яка маєтемпературуt_в. зовні трубаохолоджуєтьсяоточуючимповітрям, температураякого t_пов,тиск 0,1 МПа. Визначитикоефіцієнтитепловіддачі₁ і ₂відповідновід води достінки трубита від стінкитруби до повітря;коефіцієнттеплопередачіта тепловийпотік q₁, віднесенийдо 1 м труби довжинитруби, якщовнутрішнійдіаметр трубидорівнює d₁,а зовнішній– d₂. Дані, необхіднідля розв’язкузадачі, вибратиз таблиці 15.

№ варіанту	tв,С	,м/с	tвоз,С	d1,мм	d2,мм
48	200	0,42	18	190	210

Розв’язок:

Лінійнийтепловий потік:

–коефіцієнттеплопередачі,для циліндричноїстінки: