Контрольные задания ТТ.15

Помощь он-лайн только по предварительной записи

ТТ.15

Часть задач есть решенные, контакты

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1

1. 2 кг кислорода с начальным давление р1 = 6 МПа и начальной температурой t1 = 17ºС расширяются до конечного давления р2 = 0,1 МПа. Определить объем кислорода в начале и в конце расширения и работу расширения.

2. 4 кг воздуха с начальным давление р1 = 1,2 МПа и начальной температурой t1 = — 10ºС сжимаются адиабатно до конечного давления р2 = 0,2 МПа. Определить объем и температуру воздуха в конце сжатия, работу сжатия и изменение внутренней энергии, если показатель адиабаты k = 1,4.

3. В закрытом сосуде емкостью V = 2 м3 находится газ, состоящий по массе из углекислого газа СО2 = 35%, азота N2 = 60% и кислорода О2 = 5% под давлением р1 = 0,6 МПа и температуре t1 = 50ºС. Газ нагревается до температуры t2 = 140ºС при постоянном давлении. Определить объемный состав, удельную газовую постоянную, среднюю молекулярную массу, массу газа и количество теплоты, затраченной на нагрев газа.

4. В закрытом сосуде емкостью V = 1,2 м3 находится газ, состоящий по объему из водорода Н2 = 15%, углекислого газа СО2 = 15% и азота N2 = 70%, под давление р1 = 0,2 МПа и температуре t1 = 20ºС. К газу подведена теплота Q = 170 кДж при постоянном давлении. Определить массовый состав, удельную газовую постоянную, среднюю молекулярную массу, массу газа и конечную температуру газа.

5. В сосуде емкостью V = 0,8 м3 содержится азот под давлением р1 = 3 МПа и при температуре t1 = 80ºС. Определить количество теплоты, которое следует отвести от азота, чтобы понизить его давление при постоянном объеме до р2 = 0,3 МПа, и массу азота, находящегося в сосуде.

6. 2 кг воздуха с начальным давление р1 = 0,12 МПа и начальной температурой t1 = 20ºС сжимаются при постоянном давлении до удельного объема υ2 = 0,05 м3/кг. Определить работу сжатия, изменение внутренней энергии и количество отведенной теплоты от воздуха.

7. 1 кг воздуха с начальным давлением р1 = 0,2 МПа и начальной температурой t1 = 60ºС сжимается политропно до конечной температуры t2 = 520ºС. Определить работу сжатия, изменение внутренней энергии и количество отведенной теплоты от воздуха, если показатель политропы n = 1,35.

8. В одноступенчатом компрессоре сжимается политропно воздух до конечного давления р2 = 0,6 МПа. Начальная температура воздуха t1 = 17ºС и давление р1 = 0,2 МПа. Определить конечную температуру воздуха и работу, затраченную на сжатие 1 кг воздуха, если показатель политропы n = 1,25.

9. В одноступенчатом компрессоре сжимается адиабатно двуокись углерода до давления р2 = 0,5 МПа. Начальная температура двуокиси углерода t1 = — 5ºС и давление р1 = 0,1 МПа. Определить работу, затраченную на сжатие 1 кг двуокиси углерода, и конечную температуру двуокиси углерода, если показатель адиабаты k = 1,28.

10. 1 кг воздуха с начальным давление р1 = 0,1 МПа и начальной температурой t1 = 20ºС сжимается политропно до конечного давления р2 = 1 МПа. Определить работу сжатия, изменение внутренней энергии и количество отведенной теплоты от воздуха, если показатель политропы n = 1,3.

11. Перегретый водяной пар с начальным давлением р1 = 0,1 МПа и начальной температурой t1 = 230ºС сжимается изотермически до степени сухости х1 = 0,85. Определить параметры пара в начальном и конечном состояниях, количество отведенной теплоты от пара, изменение внутренней энергии и работу сжатия. Изобразить тепловой процесс в ls-диаграмме.

12. До какого давления должно быть произведено дросселирование перегретого водяного пара с начальным давлением р1 = 10 МПа и начальной температурой t1 = 400ºС, чтобы удельный объем пара увеличился в 1,5 раза. Определить уменьшение температуры при дросселировании, изменение удельной энтропии и потерю работоспособности 1 кг пара, приняв низшую температуру в рассматриваемой системе 30ºС. Изобразите тепловой процесс в is-диаграмме.

13. Водяной пар с начальным давлением р1 = 5 МПа и начальной температурой t1 = 350ºС расширяется адиабатно до давления р1 = 0,01 МПа. Определить параметры пара в начальном и конечном состояниях, изменение внутренней энергии и работу расширения. Изобразить тепловой процесс в is-диаграмме.

14. В пароперегреватель котельного агрегата поступает влажный пар в количестве 18 кг/с. Определить сообщаемое пару часовое количество теплоты Q, необходимое для перегрева пара до t = 560ºС, если степень сухости пара перед входом в пароперегреватель х = 0,98, а давление пара в пароперегревателе р = 12 МПа. Изобразить тепловой процесс в is-диаграмме.

15. Влажный пар с начальным давлением р1 = 6 МПа и степенью сухости х = 0,9 расширяется изотермически до давления р2 = 0,5 МПа. Определить параметры пара в начальном и конечном состояниях, изменение внутренней энергии, количество переданной теплоты пару и работу расширения. Изобразить тепловой процесс в is-диаграмме.

16. Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при υ = const определить количество подведенной теплоты q, полезную работу l и термический к.п.д., цикла η1, если количество отведенной теплоты q1 = 500 кДж/кг и показатель адиабаты k = 1,4. Изобразить цикл в рυ-диаграмме.

17. Определить для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты параметры (р, υ, Т) в характерных для цикла точках, количество подведенной и отведенной теплоты, полезную работу и термический к.п.д. цикла, если начальное давление р1 = 0,12 МПа, начальная температура t1 = 25ºС, степень сжатия ε = 18, степень повышения давления λ = 1,5, степень предварительного расширения ρ = 1,6 и показатель адиабаты k = 1,4. Рабочее тело обладает свойствами воздуха. Изобразить цикл в рυ-диаграмме.

18. В цикле поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при р = const начальное давление р1 = 0,12 МПа, начальная температура t1 = 10ºС, степень сжатия ε = 12, степень предварительного расширения ρ = 2,0 и показатель адиабаты k = 1,4. Определить параметры (р, υ, Т) в характерных для цикла точках, количество подведенной и отведенной теплоты, полезную работу и термический к.п.д. цикла. Рабочее тело обладает свойствами воздуха. Изобразить цикл в рυ-диаграмме.

19. Паротурбинная установка работает по циклу Ренкина с начальным давлением пара р1 = 5 МПа и температурой t1 = 400ºС. Определить удельный расход пара и термический к.п.д. цикла, если давление в конденсаторе р2 = 4 кПа. Изобразите цикл в Тs-диаграмме.

20. Паротурбинная установка работает по регенеративному циклу с начальным давлением пара р1 = 2 МПа, температурой t1 = 350ºС и давлением в конденсаторе р2 = 4 кПа. Пар для регенеративного подогрева питательной воды отбирается при давлении р0 = 0,2 МПа. Определить термический к.п.д. цикла. Изобразите цикл в Ts-диаграмме.

21. В камере для хранения скоропортящегося сырья хлебозавода установлены плоские охлаждающие батареи, в которых циркулирует водный раствор хлорида натрия (рассол). Определить плотность теплового потока от воздуха к рассолу, если температура в холодильной камере tк = 4ºС, средняя температура рассола tж = — 5ºС, коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке батареи α1 = 25 Вт/(м2 ∙ К), от рассола к стенке α2 = 5000 Вт/(м2 ∙ К), коэффициент теплопроводности стальной стенки λ = 50 Вт/(м ∙ К) и толщина стенки δ = 1,5 мм.

22. Определить плотность теплового потока от воздуха к водному раствору хлорида кальция (рассолу), циркулирующему в плоской батарее камеры хранения скоропортящегося сырья хлебозавода, если стенка батареи покрылась слоем льда толщиной δ2 = 5 мм. Температура в холодильной камере tк = 4ºС, средняя температура рассола tж = — 5ºС, коэффициент теплоотдачи от воздуха ко льду αа = 10 Вт (м2 ∙ К), коэффициент теплоотдачи от рассола к стенке α2 = 5000 Вт/(м2 ∙ К), коэффициент теплопроводности льда λ = 2,25 Вт/(м ∙ К), коэффициент теплопроводности стальной стенки λ1 = Вт/(м ∙ К) и толщина стенки δ1 = 1,5 мм.

23. Плоская кирпичная стенка хлебопекарной печи с одной стороны омывается продуктами сгорания топлива с температурой t1 = 1300ºС, а с другой – воздухом помещения с температурой t2 = 20ºС. Коэффициенты теплоотдачи конвекцией равны соответственно α1 = 150 Вт/(м2 ∙ К) и α2 = 50 Вт/(м2 ∙К). Коэффициент теплопроводности стенки λ = 0,6 Вт/(м ∙ К), толщина стенки δ = 755 мм. Кроме теплоотдачи конвекцией со стороны продуктов сгорания на стенку падает лучистый тепловой поток, часть которого qлуч = 103 Вт/м2 поглощается поверхностью стенки. Определить плотность теплового потока, проходящего через стенку.

24. Какую среднюю температуру должен иметь пар в рубашке аппарата, чтобы при расходе теплоты на процесс Q = 180 кДж/с поддерживать температуру продукта t2 = 90ºС? Площади контакта стенок аппарата с продуктом и паром, находящимся в рубашке, F = 2 м2. Толщина стальной стенки аппарата δ = 3 мм, коэффициент теплопроводности λ = 50 Вт/(м ∙ К), коэффициент теплоотдачи от пара к стенке α1 = 10000 Вт/(м2 ∙ К) и коэффициент теплоотдачи от стенки к продукту α2 = 2000 Вт/(м2 ∙ К).

25. Какую площадь оребрения нужно сделать, чтобы в 10 раз увеличить поток теплоты от горячей воды, проходящей в плоском нагревателе площадью F = 1 м2 к воздух помещения с температурой t = 20ºС? Средняя температура горячего воды t1 = 90ºС, коэффициенты теплоотдачи от воды к стенке нагревателя α1 = 4000 Вт/(м2 ∙ К), коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху помещения α2 = 50 Вт/(м2 ∙ К), толщина стенки δ = 2 мм, коэффициент теплопроводности λ = 50 Вт/ (м ∙ К) и коэффициент эффективности ребер равен 1.

26. Варочный котел с медной шарообразной чашей внутренним диаметром d1 = 590 мм и толщиной стенки δ = 1 мм откружен рубашкой, в которой проходит сухой перегретый пар со средней температурой t1 = 160ºС. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке чаши α1 = 10000 Вт/(м2 ∙ К), коэффициент теплоотдачи от стенки к продукту α1 = 5000 Вт/(м2 ∙ К), температура продукта в чаше котла t2 = 100ºС, коэффициент теплопроводности меди λ1 = 384 Вт/ (м ∙ К). Определить, сколько теплоты поступает от пара на процесс варки.

27. Варочная чаша котла окружена стальной шарообразной рубаш¬кой, внутренним диаметром d1 = 630 мм и толщиной стенки δ = 2 мм. В полости между чашей и рубашкой проходит сухой перегретый пар со средней температурой l1 = 160 °С. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке рубашки α1 = 10 000 Вт/(м2 ⋅ К), коэффициент теплоотдачи от ру¬башки к воздуху помещения α2 = 25 Вт/(м2⋅К), температура в помещении t2 = 20°С, коэффициент теплопроводности стали λ = 45 Вт/(м ⋅ К). Оп¬ределить потери теплоты через стенку рубашки в окружающую среду.

28. Определять поверхность теплоэлектронагревателя (ТЭНа) индивидуального парогенератора производительностью D = 0,03 кг/с для увлажнения среду хлебопекарной печи с элекрообогревом, если разность температур между поверхностью ТЭНд и кипящей водой Δt = 4°С. коэффициент теплоотдачи α = 12000 Вт/(м2 ⋅ К),теплота парообразования r = 2230 кДж/кг.

29. 20 кг воды, находящейся а котле, нагревают на газовой плите. Через 2 ч после начала кипения объем воды уменьшился вдвое. Определить количество теплоты, поступающей в котел, и температуру дна котла со стороны пламени, если диаметр дна котла d = 600 мм, толщина металла δ1 = 1,5 мм, толщина накипи δ2 = 0,25 мм, коэффициент теплопроводности металла λ1 = 50 Вт/(м ∙ К), коэффициент теплопроводности накипи λ2 = 0,5 Вт/(м ⋅ К), температура дна котла со стороны кипящей воды = 105°С и теплота парообразования r = 2256 кДж/кг.

30. На какой глубине в земле нужно проложить коллектор для трубопровода горячей воды, чтобы температура в нем не понижалась ниже 0ºС, даже при температуре поверхности земли l2 = — 45ºС, если поверхностная плотность теплового потока (потерн теплоты) от крышки коллектора к поверхности земли составляет q = 15 Вт/м2, коэффициент теплоотдачи от среды коллектора к его бетонной плоской крышке α1 = 25 Вт/(м2 ⋅К), коэффициент теплоотдачи от поверхности земли к воздуху α2 = 35 Вт/(м2 ⋅К). толщина бетонной крышки коллектора δ1 = 150 мм, коэффициент теплопроводности бетона λ1 = 0,28 Вт/ (м ∙ К) и ко¬эффициент теплопроводности земли λ2 = 0,66 Вт/(м ⋅К).

Вопросы

1. Приведите определение идеального и реального газа. Основные законы идеальных газов.
2. Какими основными параметрами характеризуется состояние рабочего тела? Приведите уравнения состояния идеального газа для 1 кг, m кг, 1 кмоль газа.
3. Приведите определение удельной газовой постоянной и универсальной газовой постоянной, в каких единицах они выражаются и физический смысл газовой постоянной.
4. Приведите определение удельной, объемной и мольной теплоемкостей. Истинная я средняя теплоемкости. Напишите уравнение количества теплоты через среднюю теплоемкость.
5. Что такое теплоемкость при постоянном давлении и теплоемкость при постоянном объеме? Почему теплоемкость газа при постоянном давлении больше теплоемкости при постоянном объеме?
6. Что понимается под внутренней энергией идеального и реального газов? Является ли внутренняя анергия функцией состояния или процесса?
7. Приведите уравнение работы в произвольном процессе я пока¬жите, что работа является функцией процесса.

8. Что такое термодинамическая система, равновесия и неравновесное состояния, равновесный и неравновесный процессы? Приведите определение обратимого и необратимого процессов.

9. Сформулируйте первый закон термодинамики и приведите его аналитическое выражение. Что называется энтальпией и как она определяется?
10. В чем сущность второго закона термодинамики? Приведите основные формулировки второго закона термодинамики.

11. Изобразите процесс парообразования рυ-диаграмме и объясните характерные линии, области я точки на полученной диаграмме.
12. Изобразите процесс парообразования в Ts- и is-диаграммах и объясните характерные линии и области на полученной диаграмме.
13. Что такое процесс дросселирования? Как изменяются параметры идеального и реального газа при дросселировании?
14. Изобразите на Тs- и is-диаграммах изохорный и изотермический процессы
превращения влажного насыщенного водяного пара в перегретый и приведите необходимые пояснения.
15. Приведите аналитическое выражение второго закона термодинамики для обратимых и необратимых процессов в изолированной системе.
16. Почему цикл Карно является самым эффективным из всех возможных циклов в пределах одних и тех же температура.
17. Изобразите в pυ- и Тs-диаграммах цикл Ренкина. Какие суще¬ствуют методы повышения экономичности паротурбинной установки? Как определяется термический к.п.д. цикла Ренкина?
18. Изобразите в Тs-диаграмме идеальный цикл паровой компрессорной холодильной установки. Что такое холодильный коэффициент?
19. Изобразите в pυ- и Ts-диаграммах цикл двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты и приведите описание этого цикла.
20. Какими основными, параметрами характеризуется цикл двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты и как они определяются?
21. Как определяется средний температурный напор я поверхность теплопередачи в теплообменных аппаратах, а случаях прямотока и противотока?
22. Сформулируйте основной закон теплопроводности (закон Фурье)
и приведите его математическое выражение. Что называется температурным градиентом и коэффициентом теплопроводности и как они определяются?
23. Приведите основной закон конвективного теплообмена. Как определяется коэффициент теплоотдачи и от каких величия он зависит?
24. Приведите критериальные зависимости в общем виде для конвективного теплообмена при свободной и вынужденной конвекции.
25. Опишите сущность процесса лучистого теплообмена. Сформули¬руйте основные законы теплового излучения: Планка, Стефана — Больцмана и Кирхгофа.
26. В чем отличие излучение газов от излучения твердых тел? Для чего применяются экраны и какими свойствами они должны обладать?
27. Приведите выражения теплового потока для теплопроводности через плоскую я цилиндрическую однослойную и многослойную стенки.
28. Что называется теплопередачей? Приведите уравнение теплопередачи для плоской стенки. Объясните физический смысл коэффициента теплопередачи.
29. Какие существуют виды теплообмена между телами? Какие особенности каждого из этих видов? Как определить коэффициент теплопередачи однослойной плоской стенки?
30. Что называется теплообменным аппаратом? Приведите уравнение теплового баланса и теплопередачи теплообменных аппаратов. Как определяется среднелогарифмический температурный напор независимо от схемы «прямоток» или «противоток»?

Часть задач есть решенные, контакты

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2

1. Определить высшую теплоту сгорания рабочей массы, приведенную влажность, приведенную зольность, приведенную сернистостъ и тепловой эквивалент каменного угля марки А, если состав его рабочей массы: Ср = 63,8 %, Нр = 1,2 %, = 1,7 %, Nр = 0,6 %, Ор= 1,3 %, А* = 22,9 %, WР = 8,9 %.

2. Определить низшую и высшую теплоту сгорания рабочей массы каменного угля марки Г, если состав его горючей массы: Gг = 77 %, Нг = 5,7%, = 9,7%; Nг = 1,3%, Ог = 6,3%, зольность во сухой массе Ас = 33 % и влажность рабочая Wр = 6%.

3. Определить низшую и высшую теплоту сгорания горючей массы бурого угля марки Б2, если состав его рабочей массы: Ср = -28,7%, Нр = 2,2%, = 2,7%, Nр = 0,6%, Ор = 8,6%, Ар = 25,2 %, Wр = 32%.

4. Определить объем продуктов полного сгорания на выходе из топки, необходимый для сгорания 1 кг каменного угля марки К сос¬тав: Ср = 54,7 %, Нр = 3,3%, = 0,8%, Nр = 0,8%, Ор = 4,8%, Ар = 27,6%, Wр = 8,0%. Коэффициент избытка воздуха αт = 1,3.

5. Определить объем продуктов полного сгорания на выходе из топки, необходимый для сгорания 1 м3 природного газа состава: СО2 = 0,2 %, СН1 = 98,5%, С2Н6 = 0,2%, С3Н0 = 0,1 %, N2 = 1,0%. Коэффициент избытка воздуха в топке αг = 1,15.

6. Определить объем сухих газов и содержание СО1 и SO2 в них, получаемых при полном сгорании 1 кг бурого угля марки БЗ состава: Ср = 37,3%, Нр = 2,8%, = 1 %, Nр = 0,9%, Ор = 10,5%, Ар = 29,5%, Wр = 18,0%. Коэффициент избытка воздуха в топке αt = 1,3.

7. Определить объем сухих газов и содержание СО2 и SO2 в них, получаемых при полном сгорании 1 кг каменного угля марки Д состава: Ор = 58,7%, Нр = 4,2%, = 0,3%, Nр = 1,9%, Ор = 9,7%, Ар = 13,2%, Wр = 12,0%. Коэффициента избытка воздуха в топке αт = 1,3.

8. Определить энтальпию продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха αт = 1, образовавшихся при полном сгорании 1 кг каменного угля марки А состава: Ср = 63,8%, Нр = 1,2%, = 1,7%, Nр = 0,6%, Ор = 1,3%, Ар = 22,9%, Wр = 8,9%, если известно, что температура газов на выходе из топки υг = 1100ºС.

9. Определить энтальпию продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха αт = 1, образовавшихся при полном сгорании 1 м3 природного газа состава: СО2 = 0,2%, СН1 = 98,2%, С2Н4 = 0,4%, С3Н4 = 0,1%, С4Н10 = 0,1%, N2 = 1,0%, если известно, что температура газов на выходе из топки υг = 1100ºС.

10. Определить энтальпию продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха αг = 1, образовавшихся при полном сгорании 1 кг бурого угля марки БЗ состава: Ср = 37,3%, Нр = 2,8%, = 1%, Hр = 0,9%, Ор = 10,5%, Ар = 29,5%, Wр = 18%, если известно, что температура газов на выходе из топки υг = 1000ºС.

11. В топке котла сжигается каменный уголь марки Т состава: Ср = 62,7%, Нр = 3,2%, = 2,8%; Nр = 0,9%, Ор = 1,7%, Ар = 23,8%, Wр = 5%. Определить (в кДж/кг и %) потери теплоты с уходящими из котлоагрегата газами, если известны коэффициент избытка воздуха за котлоагрегатом αул = 1,4, температура уходящих газов на выходе из последнего газохода υул = 160ºС, объем уходящих газов на выходе из последнего газохода υг.ух = 4,95 м3/кг, средняя объемная теплоемкость газов при постоянном давлении = 1,415 кДж/(м3 ∙ К), температура воздуха в котельной t0 = 30ºС, средняя объемная теплоемкость воздуха при постоянном давлении ср.а = 1,297 кДж/(м3 ∙ К) и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q4 = 4%.

12. В топке котельного агрегата паропроизводительностью D = 7,22 кг/с сжигается малосернистый мазут состава: Ор = 84,65%, Нр = 11,7%, = 0,3%, Ор = 0,3%, Ар = 0,05%, Wр = 3%. Определить (в %) теплоту, полезно использованную в котлоагрегате, если известны расход натурального топлива В = 0,527 кг/с, давление перегретого пара рпп = 1,4 МПа, температура перегретого пара tпп = 275ºС, температура питательной воды tп.в = 100ºС, непрерывная продувка Р = 4% и температура подогрева мазута tг = 90ºС.

13. В топке котла сжигается природный газ состава: СО1 = 0,2%, СН1 = 98,2%, С2Н6 = 0,4%, С3Н0 = 0,1%, С4Н10 = 0,1%, N2 = 1,0%. Определить (в %) потерю теплоты с уходящими из котлоагрегата газами, если известны коэффициент избытка воздуха за котлоагрегатом αух = 1,3, энтальпия продуктов сгорания lух = 3300 кДж/кг, температура воздуха в котельной tк = 30ºС, средняя объемная теплоемкость воздуха при постоянном давлении сро = 1,297 кДж/(м3 ∙ К) и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q4 = 4%.

14. В топке котельного агрегата паропроизводительностью D = 5,6 кг/с сжигается бурый уголь марки БЗ состава: Ср = 37,3%, Нр = 2,8%, = 1,0%, Nр = 0,9%, Ср = 10,5%, Ар = 29,5%, Wр = 18%. Определить к.п.д. брутто котельного агрегата, если известны расход условного топлива Ву = 0,57 кг/с, давление перегретого пара рпп = 4 МПа, температура перегретого пара tпп = 450ºС, температура питательной воды tпп = 140ºС и величина непрерывной продувки Р = 4%.

15. В топке котельного агрегата паропроизводительностью D = 3,9 кг/с сжигается природный газ состава: СО2 = 1,2%, СН4 = 91,9%, С2Н4 = 2,1%, С1Н0 = 1,3%, С4Н10 = 0,4%, С5Н10 = 0,1%, N2 = 3%. Определить расход натурального и условного топлива, если известны к.п.д. брутто котлоагрегата = 89%, давление перегретого пара рпп = 1,4 МПа, температура перегретого пара tпп = 280ºС, температура питательной воды tп.в = 100ºС и величина непрерывной продувки р = 3%.

16. В топке котельного агрегата паропроизводктельностыо D = 1,6 кг/с сжигается каменный уголь марки Д состава: Ср = 58,7%, Нр = 4,2%, = 0,3%, Nр = 1,9%, Ор = 9,7%, Ар = 13,2%, Wр = 12%. Определить к.п.д. брутто котлоагрегата расход натурального топлива и расчетный расход топлива, если известны давление перегретого пара рпп = 4 МПа, температура перегретого пара tпп = 450°С, температура питательной воды tп.в = 100°С, величина непрерывней продувки Р = 4 %, потери теплоты с уходящими газами qг = 6,5 %, потери теплоты от химической неполноты сгорания тодлиаа q3 = 0.5%, потерн теплоты от механической неполноты сгорания топлива — q4 = 4 % к потери теплоты в окружающую среду qс = 0,5%.

17. Определить площадь колосниковой решетки, которую необ¬ходимо установить над вертикально-водотрубным котлом паропроизводительностью D = 6,1 кг/с, работающим на каменном угле марки Т состава: Ср = 62,7%, Нр = 3,1%, = 2,8%, Nр = 0,9%, Ор = 1,7% Ар = 23,8% Wр = 5%, если известны давление перегретого пара рпп = 4 МПа, температура перегретого пара tпп = 430°С, температура питательной воды tпв = 140°С, к.п.д. брутто котлоагрегата = 88%, величина непрерывной продувки Р = 4 % и тепловое напряжение площади колосниковой решетки Q/R = 1150 кВт/м2.

18. Определить объем топочного пространства, предназначенного для вертикально-водотрубного котла паропроизводительностью D = 13,8 кг/с; при работе на каменном угле марки А состава: Ср = 63,8%, Нр = 1,2%, = 1,7%, Nр = 0,6%, Ор = 1,3%, Ар = 22,9%, Wр = 8,9%, если известны давление перегретого пара рпп = 1,4МПа, температура перегретого пара tпп = 280ºС, температура питательной воды tпв = 100ºС, к.п.д. брутто котлоагрегата = 87%, величина непрерывной продувки Р = 3% и тепловое напряжение топочного объема Q/Vт = 470 кВт/м3.

19. В топке котельного агрегата паропроизводительностью D = 7,05 кг/с сжигается природный газ состава: СО2 = 0,8%, СН4 = 84,5%, С2Н6 = 3,8%, С3Н6 = 1,9%, С1Н10 = 0,9%, С4Н12 = 0,3%, N2 = 7,8%. Определить тепловое напряжение топочного объема и к.п.д. топки, если известны давление перегретого пара рпп = 1,4 МПа, температура перегретого пара tпп = 280ºС, температура питательной воды tп.в = 130ºС, к.п.д. брутто котлоагрегата = 90%, величина непрерывной продувки Р = 4%, объем топочного пространства Vт = 64м3, потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива q3 = 1,0% и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q4 = 1,0%.

20. В топке котельного агрегата паропроизводительностью D = 2,5 кг/с сжигается каменный уголь марки Д состава: Ср = 58,7%, Нр = 4,2% = 0,3%, Nр = 1,9%, Ор = 9,7%, Ар = 13,2%, Wр = 12,0%. Определить тепловое напряжение площади колосниковой решетки и к.п.д. топки, если известны давление перегретого пара рпп = 4 МПа, температура перегретого пара tпп = 450ºС, температура питательной воды tпв = 140ºС, к.п.д. брутто котлоагрегата = 88%, величина непрерывной продувки р = 3%, площадь колосниковой решетки R = 12,0 м2, потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива q3 = 0,8% и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q4 = 4,2%.

21. Конденсационная турбина с одним промежуточным отбором пара при давлении р0 = 0,4 МПа работает при начальных параметрах пара р0 = 4 МПа, t0 = 250ºС и давлении пара в конденсаторе рк = 4 кПа. Определить поверхность охлаждения конденсатора, если известны расход конденсирующего пара Dк = 6 кг/с, внутренний относительный к.п.д. части высокого давления (до отбора) = 0,74, внутренний относительный к.п.д. части низкого давления (после отбора) = 0,76, средний температурный напор в конденсаторе Δtср = 10ºС и коэффициент теплопередачи k = 4 кВт/(м2 ∙ К). Изобразить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме.

21. Конденсационная турбина с одним промежуточным отбором пара при давлении р0 = 0,3 МПа работает при начальных параметрах пара р0 = 4 МПа, t0 = 425ºС и давлении пара в конденсаторе рк = 4 кПа. Определить расход охлаждающей воды для конденсатора турбины, если известны внутренний относительный к.п.д. части высокого давления (до отбора) = 0,73, внутренний относительный к.п.д. части низкого давления (после отбора) = 0,75, расход конденсирующего пара Dк = 7,5 кг/с, температура охлаждающей воды на входе в конденсатор = 10ºС и температура охлаждающей воды на выходе из конденсатора = 22ºС. Изобразить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме.

23. Конденсационная турбина с одним промежуточным отбором пара при давлении р0 = 0,2 МПа работает при начальных параметрах пара р0 = 3,5 МПа, t0 = 435ºС и давлении пара в конденсаторе рк = 3,5 кПа. Определить расход охлаждающей воды для конденсатора турбины, если известны расход конденсирующего пара Dк = 7,0 кг/с, температура охлаждающей воды на входе в конденсатор = 11ºС температура выходящей воды на 5ºС ниже температуры насыщенного пара в конденсаторе и внутренние относительные к.п.д. части высокого давления (до отбора) и части низкого давления (после отбора) = 0,78. Изобразить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме.

24. Конденсационная турбина с одним промежуточным отбором пара при давлении рп = 0,2 МПа работает при начальных параметрах пара р0 = 3,5 МПа, t0 = 435ºС и давлении пара в конденсаторе рк = 4 кПа. Определить количество теплоты, отдаваемой конденсирующим паром в конденсаторе турбины, если известны расход конденсирующего пара Dк = 8,5 кг/с и внутренние относительные к.п.д. части высокого давления (до отбора) и части низкого давления (после отбора) = = 0,8. Изобразить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме.

25. Турбина с регулируемым производственным отбором пара, работающая при начальных параметрах пара р0 = 4 МПа, t0 = 430ºС и давлении пара в конденсаторе рк = 4 кПа, имеет один промежуточный отбор пара при давлении рп = 0,4 МПа. Определить эффективную мощность турбины, если известны расход пара на турбину D = 8 кг/с, внутренний относительный к.п.д. части высокого давления (до отбора) = 0,74, внутренний относительный к.п.д. части низкого давления (после отбора) = 0,76, механический к.п.д. турбины η0i = 0,98 и доля расхода пара, отбираемого из промежуточного отбора на производство αа = 0,5. Изобразить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме.

26. Турбина с регулируемым производственным отбором пара, работающая при начальных параметрах пара р0 = 3 МПа, t0 = 380ºС и давлении пара в конденсаторе рк = 3,5 кПа, обеспечивает отбор пара Dа = 5 кг/с, при давлении ра = 0,4 МПа. Определить расход пара на турбину, если известны эффективная мощность турбины Nе = 8000 кВт, внутренний относительный к.п.д. части высокого давления (до отбора) и части низкого давления (после отбора) = = 0,79, и механический к.п.д. турбины ηм = 0,98. Изобразить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме.

27. Турбина с регулируемым производственным отбором пара, работающая при начальных параметрах пара р0 = 3,5 МПа, t0 = 350ºС и давлении пара в конденсаторе рк = 4 кПа, обеспечивает отбор пара Dа = 4 кг/с, при давлении ра = 0,4 МПа. Определить удельный эффективный расход пара на турбину, если известны эффективная мощность турбины Nе = 6000 кВт, внутренний относительный к.п.д. части высокого давления (до отбора) = 0,78, внутренний относительный к.п.д. части низкого давления (после отбора) = 0,79, и механический к.п.д. турбины ηм = 0,98. Изобразить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме.

28. Конденсационная турбина, работающая при начальных параметрах пара р0 = 3 МПа, t0 = 420ºС и давлении пара в конденсаторе рк = 4 кПа, имеет один промежуточный отбор пара при давлении рп = 0,4 МПа. Определить электрическую мощность турбогенератора, если известны расход пара на турбину D = 10 кг/с, внутренние относительные к.п.д. части высокого давления (до отбора) и части низкого давления (после отбора) = = 0,78, механический к.п.д. турбины ηм = 0,8, к.п.д. электрического генератора ηг = 0,98 и доля расхода пара, отбираемого из промежуточного отбора на производство, αп = 0,4. Изобразить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме.

29. Турбина с регулируемым производственным отбором пара, работающая при начальных параметрах пара р0 = 4 МПа, t0 = 425ºС и давлении пара в конденсаторе рк = 3,5 кПа, обеспечивает отбор пара Dп = 6 кг/с, при давлении рп = 0,3 МПа. Определить эффективную мощность турбины, если известны расход пара на турбину D = 12 кг/с, внутренний относительный к.п.д. части высокого давления (до отбора) = 0,74, внутренний относительный к.п.д. части низкого давления (после отбора) = 0,75, и механический к.п.д. турбины ηм = 0,98. Изобразить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме.

30. Конденсационная турбина, работающая при начальных параметрах пара р0 = 3 МПа, t0 = 380ºС и давлении пара в конденсаторе рк = 3 кПа, имеет один промежуточный отбор пара при давлении рп = 0,5 МПа. Определить количество пара, отбираемого из промежуточного отбора на производство, если известны эффективная мощность турбины N0 = 5400 кВт, внутренний относительный к.п.д. части высокого давления (до отбора) = 0,73, внутренний относительный к.п.д. части низкого давления (после отбора) = 0,75, расход пара на турбину D = 9 кг/с и механический к.п.д. турбины ηм = 0,98. Изобразить процесс расширения пара в турбине в is-диаграмме.

Вопросы

1. Составы твердого, жидкого и газообразного топлива. Какие элементы топлива являются горючими, а какие внутренним и внешним балластом? Как определить состав горючей массы топлива, зная состав рабочей массы?
2. Что называют теплотой сгорания топлива? Как определяют теп¬лоту сгорания топлива экспериментальным путем?
3. Что такое приведенная влажность Wпр приведенная зольность Авр в приведенная сернистость Sвр топлива и как их определяют? При каких значениях Wвр и Авр топлива считают маловлажными и малозольными?
4. Что называют высшей и низшей теплотой сгорании топлива? Как определить значение низшей теплоты сгорания для твердого, жидкого я газообразного топлива аналитическим путем? Как по известному значению низшей теплоты сгорания определить значение высшей теплоты сгорания топлива?
5. Какое топливо называют условным? Как осуществляется пересчет расхода натурального топлива на условное? Что такое тепловой эквива¬лент топлива и как его определяют?
6. Как определяют теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания 1 кг твердого, жидкого и 2 м3 газообразного топлива? Что называют коэффициентом избытка воздуха и каковы его значения для различных видов топлива?
7. Состав продуктов сгорания топлива. Какие газы содержатся в продуктах полного и неполного сгорания топлива?
8. Как определяют энтальпию продуктов сгорания, воздуха и золы?
9. Что называют теоретической температурой горения топлива и как ее определяют?
10. Изобразите Id-дкаграмму для продуктов сгорания и опишите ее назначение.
11. Изобразите схему котельного агрегата с естественной циркуля¬цией воды и приведите ее описание.
12. Приведите схемы и дайте краткую характеристику слоевого и факельного способов сжигания топлива.
13. Тепловые характеристики слоевых и камерных топок и их определение.
14. Опишите назначение, устройство и принцип действия водяного экономайзера.
15. Опишите назначение, устройство и принцип действия пароперегревателя и воздухоподогревателя.
16. Какие процессы протекают в котельном агрегате при превра¬щении в нем воды в перегретый пар? Как называют поверхности нагрева в которых происходят эти процессы?
17. Приведите уравнение теплового баланса котельного агрегата и объясните, как определяют составляющие теплового баланса.
18. Чем характеризуется экономичность котельной установки? Как определяют коэффициент полезного действия брутто котельного агре¬гата?
19. Потеря теплоты с уходящими из котельного агрегата газами, ее определение. Основные меры по ее уменьшению.
20. Как определяют расход натурального топлива и расчетный расход топлива в котельном агрегате?
21. Основные преимущества паровых турбин перед другим в тепловыми двигателями. Что называют активными я реактивными ступенями паровой турбины?
22. Изобразите в is-диаграмме действительный процесс расширения вара в одноступенчатой активной паровой турбине и опишите принцип ее действия.
23. Изобразите is-диаграмме действительный процесс расширения пара в одноступенчатой реактивной паровой турбине к опишите прин¬цип ее действия. Что называют степенью реактивности ступени турбины?
24. Чем характеризуется экономичность паровой турбины? Как определяют внутренний относительный к.п.д. паровой турбины?
25. Что называют эффективной мощностью паровой турбины и как ее определяют? Приведите формулы для определения секундного рас¬хода пара на конденсационную турбину с отбором пара.
26. Изобразите схему поверхностного конденсатора паровой турбины и опишите его назначение, устройство и принцип действия.
27. Приведите уравнение теплового баланса и уравнение теплопередачи конденсатора паровой турбины. Как определить поверхность охлаждения конденсатора?
28. Изобразите принципиальную схему конденсационной электростанции (КЭС) и опишите ее устройство и принцип действия.
29. Изобразите принципиальную схему теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) и опишите ее устройство и принцип действия.
30. Чем оценивается экономичность работы электрической станции? Как определяют к.п.д. брутто КЭС и ТЭЦ?

Часть задач есть решенные, контакты


Запись опубликована в рубрике Задачи, Термодинамика и теплотехника с метками , , , , , , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>