РГАУ-МСХА, общая энергетика (контрольная работа)

В соответствии с индивидуальным заданием студент должен решить шесть задач. Данные для решения задач выбираются студентом из таблиц по шифру. Каждую задачу следует решать сразу после изучения соответствующей темы или раздела курса, что способствует закреплению пройденного материала. Перед выполнением расчета следует ознакомиться с решением аналогичной задачи по учебной литературе.

При выполнении задания необходимо соблюдать следующие требования:

а) выписать условие задачи и исходные данные;

б) решение задач сопровождать кратким пояснительным текстом, в котором должно быть указано, какая величина определяется и по какой фор- муле, какие величины подставляются в формулу и откуда они берутся (из условия задачи, из справочника или были определены ранее и т. д.);

в) вычисления давать в развернутом виде, при использовании компью- терной техники рекомендуется записать алгоритм и программу, использо- ванную для расчетов;

г) проставлять размерности всех заданных и расчетных величин в международной системе СИ;

д) графический материал следует выполнять четко и в масштабе;

е) после решения каждой задачи должен быть произведен краткий ана- лиз полученных результатов и сделаны соответствующие выводы.

Студенту рекомендуется научиться путем сопоставления оценивать достоверность полученных численных данных. В конце работы необходимо дать перечень использованной литературы, указать дату окончания выполнения задания и расписаться.

ЗАДАЧИ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Задача 1

Определите поверхность нагрева стального рекуперативного газоводяного теплообменника (толщина стенок δ_с = 3 мм) при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей (рис. 6), если объемный расход топочных газов V_н, м³/ч, средний коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности нагрева α₁, Вт/(м²·К), от поверхности нагрева к воде α₂ = 500 Вт/(м²·К), коэффициент теплопроводности материала стенки трубы (стали) λ = 50 Вт/(м·К), начальные и конечные температуры газа и воды равны соответственно t₁^′, t₁^″, t₂^′ и t₂^″, теплоемкость топочных газов с_г = 1,15 кДж/(кг·К). Определите также расход воды G, кг/ч через теплообменник. Изобразите график изменения температур теплоносителей для обеих схем. Исходные данные для расчета приведены в таблице 1.

Таблица 1

Ответить на вопросы:

1. Из каких элементов состоит кожухотрубный теплообменный аппарат.

2. В какие пространства кожухотрубного теплообменника (трубное или межтрубное) направляют такие теплоносители, как насыщенный водяной пар, вода, воздух и какими соображениями при этом руководствуются?

3. Какими достоинствами и недостатками обладает кожухотрубный теплообменник?

Рисунок 9.1 – Схема движения теплоносителей в теплообменном аппарате

Задача 2

Паросиловая установка работает по циклу Ренкина. Пар перед турбиной имеет давление p₁ и температуру t₁. Определить работу l 1 кг пара и термический КПД цикла η_t, если давление на выходе из турбины р₂ . Исходные данные для расчета приведены в таблице 2.

Таблица 2

Ответить на вопросы:

1. Приведите принципиальную схему паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, и изобразите цикл работы на влажном насыщенном и перегретом паре в координатах p-v и T-S .

Задача 3

Паротурбинная установка ТЭС мощностью NЭ =12MBT с начальными параметрами пара р₀ = 3,5 MПa и t_o = 435°С работает с давление в конденсаторе р_к - 5 кПа; η_oi = 0,82; η_эм = 0,92, Как изменится расход пара на турбину и термический КПД цикла, если будет применен регенеративный подогрев питательной воды паром из отбора турбины Ротб = 0,1 МПа в смешивающем подогревателе до t_пв = 100 °С. Тепловая схема ПТУ приведена на рис. 8.2.

Определить: расход пара на турбину с регенеративным отбором D_т, термический КПД цикла ПТУ с регенеративным отбором η_t^p , относительное повышение расхода пара через турбину с регенеративным отбором, относительное повышение термического КПД турбины с регенеративным отбором. Изобразить на h-S диаграмме расширение пара в турбине с регенеративным отбором: идеальный цикл и действительный цикл.

Задачу решить с помощью h-S диаграммы и таблиц воды и водяного пара.

Исходные данные для расчета приведены в таблице 3.

Таблица 3

Ответить на вопросы:

1. Как влияют начальные и конечные параметры на термический КПД цикла Ренкина ?

2. Что такое промежуточный перегрев пара и для чего он применяется? Приведите принципиальную схему этой установки. Дайте необходимые пояснения.