Методические указания к решению задачи №2

1. Поверхность теплообмена находят из уравнения теплопередачи

2. Теплоту определяют из уравнения теплового баланса для холодного теплоносителя

, Вт

3. Коэффициент теплопередачи с учетом загрязнения трубок

, Вт/м²ּК.

4. Коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на вертикальной трубе

, где , К.

5. Средняя температура стенки трубы

, К.

Температуру насыщения определяют по приложению в зависимости от заданного давления. Физические параметры пленки конденсата определяют по приложению 4 по средней температуре пленки, определяемой по формуле . Скрытую теплоту парообразования определяют по приложению 5 по температуре насыщения и подставляют в формулу в Дж/кг. Высоту трубы задают h=2 м.

6. Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде α₂ находят из уравнения для числа Нуссельта жидкости

7. Число Нуссельта жидкости определяют из критериального уравнения для турбулентного режима движения воды

Поправочный коэффициент на длину трубы принять равным 1. Физические параметры воды определяются по приложению 4 по средней температуре жидкости , число Прандтля стенки находят по приложению 6 для средней температуры стенки.

8. Число Рейнольдса жидкости находят по выражению

9. Температурный напор

где Δt_б – наибольшая разница температур, Δt_м – наименьшая разница;

10. Число трубок в одном ходу

m_Т округляют до десятков.

11. Число труб в аппарате

, число ходов взять, равным 4.

12. Действительная высота труб

, м

13. Погрешность расчета

, %

Если погрешность расчета составит более 30%, то необходимо изменить число ходов, скорость движения воды или высоту труб.

7. Темы для рефератов:

1. Энергоресурсы России

2. Энергоресурсы мира

3. Нетрадиционные возобновляемые энергоресурсы

4. Современные способы получения электрической энергии

5. Перспективные способы получения электрической энергии

6. Нетрадиционная электроэнергетика

7. Способы производства тепловой и электрической энергии

8. Способы аккумулирования энергии, накопители энергии

9. Классификация электрических станций

10. Тепловые конденсационные электрические станции

11. Теплоэлектроцентрали

12. Котельные установки

13. Газотурбинные установки

14. Парогазовые установки

15. Паровые и газовые турбины

16. Конденсационные устройства паровых турбин

17. Атомные электростанции

18. Ядерная реакция. Ядерные реакторы, применяемые на АЭС

19. АЭС с ВВЭР, технологические схемы

20. АЭС с канальными водографитовыми кипящими реакторами, технологические схемы

21. АЭС с реакторами на быстрых нейтронах, технологические схемы

22. Термоэлектрические генераторы. Термоэмиссионные преобразователи. Термоядерная реакция

23. Способы использования водной энергии

24. Гидроэлектростанции

25. Гидроаккумулирующие электрические станции

26. Приливные электрические станции

27. Малые и микро-ГЭС, волновые электростанции

28. Каскадное и комплексное использование водных ресурсов

29. Водохранилища, их характеристики, влияние на окружающую среду

30. Способы повышения КПД тепловых электростанций.

Список литературы

1. Волкова, Т. А., Валеев, А. Р. Задачник по общей энергетике. Тепловые электрические станции / Т. А. Волкова, А. Р. Валеев.– Уфа: УГАТУ, 2015.– 115 с.

2. Бухмиров В.В., Щербакова Г.Н., Пекунова А.В. Теоретические основы теплотехники в примерах и задачах. Учеб. пособие / ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина».– Иваново, 2013. – 128 с.

3. Карапузова Н. Ю., Фокин В. М.Тепломассообменное оборудование предприятий / М-во образования и науки Росс. Федерации, Волгогр. гос. архит.-строит. ун-т. – Волгоград: ВолгГАСУ, 2012. – 68 с.

4. Безгрешнов А.Н., Липов Ю.М., Шлейфер Б.М. Расчет паровых котлов в примерах и задачах: Учебное пособие для ВУЗов. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 240 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение 1. Средние технологические нагрузки

Годовое время использования максимума технологической нагрузки h_п^ТЭЦ, ч/год	Месяц

4300-4600		0,92	0,81	0,65	0,59	0,57	0,55	0,56	0,63	0,75	0,88	0,95
4700-5000		0,95	0,89	0,76	0,67	0,61	0,59	0,61	0,67	0,78	0,89	0,96
5000-5300		0,97	0,92	0,77	0,68	0,64	0,63	0,65	0,71	0,83	0,91	0,97

Приложение 2. Укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых зданий, q₀, Вт/м²

Расчетная температура для отопления, t₀, ˚C	-5	-10	-15	-20	-25	-30	-35	-40	-45	-50	-55
q₀, Вт/м²

Приложение 3. Климатологические данные городов

Город	Т-ра наружного воздуха, ˚С	Продолжительность отопит. периода, h₀, ч	Число часов за отпит. период со среднесуточной т-рой наружного воздуха, ˚С
Расч.для отопления	Расч. для вентиляции	Ср. за отопитпериод t_о	-50	-45	-40	-35	-30	-25	-20	-15	-10	-5
Верхоянск	-59	-51	-25,2
Якутск	-55	-45	-21,2		-
Братск	-43	-30	-10,3		-
Красноярск	-40	-22	-7,2		-	-
Иркутск	-37	-25	-8,9		-	-
Тюмень	-37	-21	-7,5		-	-
Пермь	-35	-20	-6,4		-	-	-
Архангельск	-31	-19	-4,7		-	-	-
Кострома	-31	-16	-4,5		-	-	-
Самара	-30	-18	-6,1		-	-	-	-
Иваново	-29	-16	-4,4		-	-	-	-
Мурманск	-27	-18	-3,3		-	-	-	-
Москва	-26	-15	-3,6		-	-	-	-
С-Петербург	-26	-11	-2,2		-	-	-	-	-
Волгоград	-25	-13	-3,4		-	-	-	-	-
Вильнюс	-23	-9	-0,9		-	-	-	-	-
Киев	-22	-10	-1,1		-	-	-	-	-
Рига	-20	-8	-0,4		-	-	-	-	-	-
Керчь	-15	-4	-2,2		-	-	-	-	-	-	-
Уфа	-18	-10	-1,2		-	-	-	-	-	-	-

Приложение 4. Физические свойства воды на линии насыщения

t, ˚C	Pּ10⁵ Па	ρ, кг/м³	h_(п.в.)_, кДж/кг	С_p, кДж/(кгּК)	λ, Вт/мּК	υּ10^-6, м²/с	Pr
	1,013	988,0	209,3	4,180	0,648	0,556	3,55
	1,013	983,2	251,1	4,184	0,659	0,479	3,00
	1,013	977,7	293,0	4,189	0,668	0,415	2,55
	1,013	971,8	334,9	4,196	0,675	0,366	2,25
	1,013	965,3	377,0	4,204	0,680	0,326	1,95
	1,013	958,4	419,1	4,220	0,684	0,295	1,75
	1,43	951,0	461,4	4,233	0,685	0,272	1,60
	1,98	943,1	503,7	4,250	0,686	0,252	1,47
	2,7	934,8	546,4	4,266	0,686	0,233	1,35
	3,61	926,1	589,1	4,287	0,685	0,217	1,26
	4,76	917,0	632,2	4,313	0,684	0,203	1,17
	6,18	907,4	675,4	4,346	0,681	0,191	1,10
	7,92	897,3	719,3	4,380	0,676	0,181	1,05
	10,03	886,9	763,3	4,417	0,672	0,173	1,03
	12,55	876,0	807,8	4,459	0,664	0,165	0,965
	15,55	863,0	852,5	4,505	0,658	0,158	0,932
	19,08	852,8	897,7	4,555	0,649	0,153	0,915
	23,2	840,3	943,7	4,614	0,645	0,149	0,898
	28,3	827,3	990,2	4,685	0,637	0,145	0,88
	33,48	813,6		4,756	0,628	0,141	0,87
	40,21	799,2		4,853	0,618	0,137	0,87
	46,94	784,0		4,949	0,605	0,135	0,86
	55,56	767,9		5,089	0,590	0,133	0,85
	64,19	750,7		5,229	0,575	0,131	0,89
	75,05	732,3		5,486	0,558	0,129	0,92
	85,92	712,5		5,736	0,540	0,128	0,986

Приложение 5. Физические свойства водяного пара на линии насыщения

t, ˚C	Pּ10⁵ Па	ρ^’’, кг/м³	h^’’_, кДж/кг	r, кДж/кг	λּ10^-2, Вт/мּК	υּ10^-6, м²/с	Pr
	1,013	0,598	2675,9	2256,8	2,372	20,02	1,08
	1,43	0,896	2691,4	2230,0	2,489	15,07	1,09
	1,98	1,121	2706,5	2202,8	2,593	11,46	1,09
	2,70	1,496	2720,7	2174,3	2,686	8,85	1,11
	3,61	1,966	2734,1	2145,0	2,791	6,89	1,12
	4,76	2,547	2746,7	2114,3	2,884	5,47	1,16
	6,18	3,258	2758,0	2082,6	3,012	4,39	1,18
	7,92	4,122	2768,9	2049,5	3,128	3,57	1,21
	10,03	5,157	2778,5	2015,2	3,268	2,93	1,25
	12,55	6,397	2786,4	1978,8	3,419	2,44	1,30
	1,55	7,862	2793,1	1940,7	3,547	2,03	1,36

Приложение 6. Физические свойства сухого воздуха

t, ˚C	ρ, кг/м³	С_p, кДж/(кгּК)	λּ10^-2, Вт/мּК	υּ10^-6, м²/с	Pr
	1,293	1,005	2,44	13,28	0,707
	1,247	1,005	2,51	14,16	0,705
	1,205	1,005	2,59	15,06	0,703
	1,165	1,005	2,67	16,00	0,701
	1,128	1,005	2,76	16,96	0,699
	1,093	1,005	2,83	17,95	0,698
	1,060	1,005	2,90	18,97	0,696
	1,029	1,009	2,96	20,02	0,694
	1,000	1,009	3,05	21,09	0,692
	0,972	1,009	3,13	22,10	0,690
	0,946	1,009	3,21	23,13	0,688
	0,746	1,026	3,93	34,85	0,68
	0,615	1,047	4,61	48,33	0,67
	0,524	1,068	5,21	63,09	0,68
	0,456	1,093	5,75	79,38	0,69
	0,404	1,114	6,22	96,89	0,69

Приложение 7. h-s диаграмма водяного пара