Термодинамические параметры состояния. Тепловой баланс и теплопередача
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
?1=1,2 Вт/(м•К), другой слой красного кирпича с ?3=230 мм (0,23 м) и ?3=0,43 Вт/(м•К) и в промежутке между ними изоляционный слой с ?2=267 мм (0,267 м) и ?2=0,3 Вт/(м•К). Температура внутренней поверхности стенки t1=1400 оС, наружной t4=40 оС.
Определить количество тепла, которое проходит через стенку за 1 час, а так же температуры t2, t3 на поверхности изоляции.
Решение:
. Определяем тепловой поток, проходящий через каждую из стенок, который по величине будет один и тот же - принимаем стационарный режим, тогда (Л.2):
q=(t1-t4)/(?1/?1+ ?2/?2+ ?3/?3), Вт
q=(1400-40)/(0,203/1,2+ 0,267/0,3+ 0,23/0,43)=1360/1,594=853 Вт.
Общее количество тепла, которое проходит через стенку составит:
Q=q•F=853•8=6824 Вт.
Общее количество тепла, которое проходит через стенку за 1 час составит:
Q=Q•3600=6824•3600=24566,4 кВт•ч.
. Определяем температуры t2 и t3 на поверхности изоляции:
учитывая, что t1 - t2=q•?1/?1, получаем t2=t1- q •?1/?1, оС,
t2=1400-853•0,203/1,2=1256 оС;
учитывая, что t2-t3=q•?2/?2, получаем t3=t2- q •?2/?2, оС,
t3=1256-853•0,267/0,3=497 оС.
Ответ: Q=24566,4 кВт•ч; t2=1256 оС; t3=497 оС.
. Определить поверхность нагрева (FТВП) трубчатого воздухоподогревателя (ТВП) парового котла. Дымовые газы проходят внутри труб и подогревают воздух проходящий в межтрубном пространстве. Движение теплоносителей - противоток.
Дымовые газы охлаждаются от t1=330 оС до t2=130 оС, воздух нагревается от t3=22 оС до t4=230 оС. Теплоемкость газов и воздуха Сг=1,1 кДж/(кг•К) и Св=1,01 кДж/(кг•К).
Коэффициенты теплоотдачи от газов к стенке ?1=23 Вт/(м2•К) и от стенки к воздуху ?2=20 Вт/(м2•К).
Сопротивлением теплопроводности стенки труб пренебречь. Массовый расход воздуха через ТВП Мв=3 кг/с.
Определить также расход газа через ТВП (Мг).
Решение:
. Из уравнения теплового баланса теплообменника находим расход газа через ТВП - Мг:
Q=Мг•Сг•(t1-t2)=Мв•Св•(t4-t3), откуда
Мг=Мв•Св•(t4-t3)/(Сг•(t1- t2)), кг/с.
Мг= 3•1,01•(230-22)/(1,1•(330-130))=630/220=2,86 кг/с.
. Из уравнения теплопередачи находим поверхность нагрева трубчатого воздухоподогревателя - F, м2:
Q=k•F•?t, откуда
F=Q/( k•?t), м2,
где k - коэффициент теплопередачи, определяется по формуле
k=?1•?2/(?1+?2)=23•20/(23+20)=10,7 Вт/(м2•К);
Значение температурного напора при противотоке, определяется по формуле:
?t=(?tб-?tм)/ln(?tб/?tм),
где ?tб=130-22=108, ?tм=330-230=100,
тогда
?t=(108-100)/ln(108/100)=104 оС = 377 К.
Количество тепла Q определим по воздуху:
Q =Мв•Св•(t4-t3)=3•1,01•103•(230-22)=630 кВт.
Находим поверхность нагрева ТВП:
FТВП=630•103/(10,7•377)=156 м2.
Ответ: Мг=2,86 кг/с; FТВП=156 м2.
Список литературы
1. Кириллин В.А. Техническая термодинамика.- М.: Энергия, 1974.
. Литвин А.М. Теоретические основы теплотехники.- М.: Энергия, 1969.
. В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. Теплопередача.- М.: Энергия, 1975.
4. С.Л. Ривкин, А.А. Александров. Термодинамические свойства воды и водяного пара. - М.: Энергоатомиздат, 1984