Методические указания по выполнению контрольной работы. По учебному плану по дисциплине «Тепломассообменное оборудование предприятий» студенты выполняют одну контрольную работу

 

По учебному плану по дисциплине «Тепломассообменное оборудование предприятий» студенты выполняют одну контрольную работу.

Контрольная работа состоит из теоретических вопросов и двух задач. Выбор трех вопросов осуществляется в соответствии с двумя последними цифрами шифра зачетной книжки студента.

В контрольную работу записываются контрольные вопросы с их номерами и условия задач. Решение задач сопровождается кратким пояснением, подробным вычислением расчетных величин, в случае необходимости изображаются графики, схемы. Все физические величины в результате расчетов должны быть выражены в системе СИ. При использовании справочных величин и других материалов делается сноска на литературный источник. В конце контрольной работы указывается список литературы, которой пользовался студент при выполнении контрольной работы

 

Таблица выбора вопросов контрольной работы

 

Предпоследняя цифра шифра	Последняя цифра шифра
	1,31,61	2,32,62	3,33,63	4,34,64	5,35,65	6,36,66	7,37,67	8,38,68	9,39,69	10,40,70
	11,41,71	12,42,72	13,43,73	14,44,74	15,45,75	16,46,76	17,47,77	18,48,78	19,49,79	20,50,80
	21,51,81	22,52,82	23,53,83	24,54,84	25,55,85	26,56,86	27,57,87	28,58,88	29,59,89	30,60,90
	1,56,90	2,57,89	3,58,88	4,59,87	5,60,86	6,31,85	7,32,84	8,33,83	9,34,82	10,35,81
	11,36,70	12,37,69	13,38,68	14,39,67	15,40,66	16,41,65	17,42,64	18,43,63	19,44,62	20,45,61
	21,46,80	22,47,79	23,48,78	24,49,77	25,50,76	26,51,75	27,52,74	28,53,73	29,54,72	30,55,71
	1,35,90	2,34,87	3,33,84	4,32,81	5,31,78	6,60,75	7,59,72	8,58,69	9,57,66	10,56,63
	11,40,89	12,39,86	13,38,83	14,37,80	15,36,77	16,55,74	17,54,71	18,53,68	19,52,65	20,51,62
	21,45,88	22,44,85	23,43,82	24,42,79	25,41,76	26,50,73	27,49,70	28,48,67	29,47,64	30,46,61
	1,50,81	2,49,82	3,48,83	4,47,84	5,46,85	6,45.86	7,44,87	8,43,88	9,42,89	10,41,90

 

 

Контрольные вопросы

 

1. Назначение и применение теплотехнического оборудования в промышленности.

2. Классификация теплообменных и теплоиспользующих аппаратов и установок.

3. Основные направления и перспективы развития теплообменных и теплоиспользующих аппаратов и установок.

4. Теплоносители, применяемые в теплообменных аппаратах, их характеристика, преимущества и недостатки

5. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты, их устройства, область применения.

6. Секционные теплообменные аппараты, устройство, область применения, преимущества и недостатки по сравнению с кожухотрубчатыми

7. Причины температурных деформаций в теплообменных аппаратах, способы их компенсации.

8. Характеристика веществ, применяемых в качестве холодильных агентов, их преимущества и недостатки.

9. Свойства высокотемпературных теплоносителей, и в каких случаях их рационально применять?

10. Способы крепления трубок в трубной решетке теплообменника.

11. Достоинства и недостатки спирального теплообменника по сравнению с кожухотрубчатым. Чем ограничивается его применение?

12. Последовательность конструктивного расчета теплообменного аппарата поверхностного типа.

13. Цель и задачи теплового конструктивного и поверочного расчетов теплообменных аппаратов.

14. Тепловой баланс рекуперативного теплообменного аппарата без изменения агрегатного состояния теплоносителей.

15. Тепловой баланс рекуперативного теплообменного аппарата без изменения агрегатного состояния теплоносителей.

16. Тепловой баланс испарителя.

17. Определение среднего температурного напора для прямоточных, противоточных и сложных схем течения теплоносителей.

18. Уравнение теплопередачи для теплообменного аппарата и определение площади поверхности нагрева.

19. Назначение, область применения и отличие испарителей и паропреобразователей.

20. Какие скорости допускаются для жидких и газообразных теплоносителей, не меняющих агрегатного состояния в аппаратах поверхностного типа? Причины ограничения минимальных и максимальных значений.

21. Порядок поверочного расчета аппарата поверхностного типа.

22. Особенности теплового расчета ребристых теплообменников.

23. преимущества и недостатки ребристых теплообменников и сравнение их с гладкотрубными.

24. Пластинчатые теплообменники, назначение, область применения, устройство, преимущества и недостатки перед другими типами поверхностных теплообменников.

25. Преимущества электрообогрева, причины сдерживания расхода электроэнергии на тепловые нужды.

26. Способы электронагрева.

27. Трубчатые электрические нагревательные элементы, устройство, виды, преимущества по сравнению с другими электрическими нагревателями. Их выбор для технологических установок.

28. Индукционные нагреватели: использование в промышленности, преимущества, основные элементы установки.

29. Определение рекуперативного, регенеративного и смесительного теплообменников.

30. Определение коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи для теплообменного аппарата поверхностного типа.

31. Из каких видов сопротивлений складывается гидравлическое сопротивление и как определяется мощность на преодоление этого сопротивления?

32. Как определяется необходимый напор насоса для теплообменников, включенных в систему параллельно?

33. Как определяется необходимый напор насоса для теплообменников, включенных в систему последовательно?

34. Задача механического расчета теплообменного аппарата.

35. Расчет толщины стенки цилиндрического корпуса теплообменника.

36. Водонагреватели-аккумуляторы, назначение, область применения, устройство, их достоинства и недостатки.

37. Особенности теплового расчета рекуперативных аппаратов периодического действия.

38. Сравнение технико-экономических показателей водонагревателей-аккумуляторов с аппаратами непрерывного действия.

39. Регенеративные аппараты с подвижной и неподвижной насадкой, их преимущества и недостатки по сравнению с рекуперативными теплообменниками.

40. Преимущества и недостатки теплообменных аппаратов с кипящим слоем по сравнению с кожухотрубчатыми.

41. Принцип теплообмена в регенераторах, в чем его отличие от теплообмена в рекуператорах?

42. Пуск в работу реакционных аппаратов, график расхода теплоты и пара для реакционных аппаратов.

43. По каким факторам производится сравнение и выбор различных типов теплообменных аппаратов?

44. Процесс охлаждения влажного воздуха в id -диаграмме. К чему приводит охлаждение ниже точки росы?

45. Процесс нагрева влажного воздуха в id -диаграмме, определение расхода теплоты.

46. Процесс смешения горячего и холодного воздуха в id -диаграмме, коэффициент смешения, определение параметров смеси.

47. Достоинства и недостатки насадочных и безнасадочных теплообменников.

48. Преимущества и недостатки смесительных теплообменников по сравнению с трубчатыми при нагреве водяным паром.

49. Какие насадки, из мелких или крупных элементов, имеют большую поверхность в единице объема, больший свободный объем для прохода газа и большее гидравлическое сопротивление при одной и той же высоте слоя?

50. Процесс выпаривания, назначение, область применения, его сущность.

51. Классификация выпарных аппаратов и установок.

52. Виды температурных депрессий в процессе выпаривания.

53. Схемы многокорпусных выпарных установок, их сравнительная характеристика.

54. Тепловой баланс выпарного аппарата, определение поверхности теплообмена.

55. Какие типы выпарных аппаратов следует применять для выпаривания кристаллизующихся растворов и какие для пенящихся?

56. Процессы дистилляции и ректификации, их сущность.

57. Сравнительная характеристика ректификационных установок непрерывного и периодического действия.

58. Тепловой баланс и определение расхода пара в ректификационной установке непрерывного действия.

59. Способы и схемы, применяемые для разделения многокомпонентных смесей.

60. Процесс абсорбции, назначение, область применения, его сущность.

61. Процесс адсорбции, назначение, область применения, его сущность.

62. Процесс сушки, назначение, область применения, его сущность.

63. Формы связи влаги с материалом.

64. Равновесная влажность. Как она изменяется с повышением и понижением температуры и относительной влажности теплоносителя?

65. Сравнительная характеристика сушки топочными газами и сушки воздухом.

66. Основные способы сушки материалов. Приведите примеры.

67. Классификация сушильных установок.

68. Пути экономии теплоты в сушильных установках.

69. Материальный баланс сушильной установки, определение количества испаренной влаги.

70. Тепловой баланс действительной непрерывно действующей сушилки.

71. Построение действительного процесса сушки с однократным использованием воздуха в id -диаграмме.

72. Построение процесса сушки с однократным использованием топочных газов в id -диаграмме.

73. Определение удельных расходов теплоты и воздуха на 1 кг испаренной влаги в сушилке с однократным использованием воздуха.

74. Определение удельных расходов теплоты и смеси топочных газов с воздухом в сушилке с однократным использованием теплоносителя.

75. Отличие действительной сушилки от теоретической.

76. Принципиальная схема барабанной сушилки, характеристика основных ее элементов, преимущества и недостатки.

77. Сравнительная характеристика пневмосушилок, распылительных и сушилок с кипящим слоем.

78. Сравнительная характеристика конвективных туннельных и радиационно-конвективных конвейерных сушилок.

79. Конденсатоотводчики, их назначение и классификация.

80. Установка конденсатоотводчиков и контроль за их работой.

81. Конденсатоотводчики с открытым и закрытым поплавком, конструкция, принцип работы, сравнительная характеристика.

82. Конденсатоотводчики термостатические и термодинамические, конструкция, принцип работы, сравнительная характеристика.

83. Источники загрязнения атмосферы.

84. Способы борьбы с выбросами вредных газов.

85. Способы очистки выбросов от примесей газов и пыли.

86. Способы рационального использования вторичных энергетических ресурсов на промышленных предприятиях.

87. Общая характеристика вторичных энергоресурсов промышленности и их классификация.

88. Методы использования вторичных энергоресурсов в высокотемпературных производственных процессах.

89. Методы использования низкопотенциальных вторичных энергоресурсов.

90. Энергетическая эффективность использования низкотемпературных вторичных тепловых ресурсов для теплоснабжения.

 

Задача №1

 

Определить поверхность нагрева рекуперативного водовоздушного теплообменника при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход воздуха при нормальных условиях , средний коэффициент теплопередачи от воздуха к воде , начальные и конечные температуры воздуха и воды равны, соответственно , , , . Также определить расход воды через теплообменник. Объемная теплоемкость воздуха кДж/(м³×^оС). Данные, необходимые для решения задачи выбрать из таблицы.

 

Предпоследняя цифра шифра	, 103 м3/ч	, Вт/(м2×оС)	Последняя цифра шифра	, оС	, оС	, оС	, оС

 

Задача №2

 

Сушильная установка имеет производительность по влажному материалу . Начальная влажность материала , конечная . Теплоноситель – атмосферный воздух с температурой ^оС, относительной влажностью %. Температура воздуха после калорифера , отработанного воздуха . Тепловые потери составляют . Определеить удельный расход воздуха и теплоты (на испарение 1 кг влаги), секундный расход воздуха и теплоты, а также расход пара на калорифер, если пар сухой насыщенный с давлением МПа. Данные к задаче необходимо выбрать по таблице в соответствии с шифром.

 

Последняя цифра шифра	, кг/с	, %	, %	Предпоследняя цифра шифра	, оС	, оС	, кВт
	0,22
	0,25
	0,45
	0,38
	0,23
	0,27
	0,33
	0,50
	0,27
	0,26		1,5

 

Литература

 

1. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятий. Под ред. Б.Н. Голубкова. – М.: Энергия, 1979. – 544 с.
2. Бакластов А.М., Горбенко В.А., Удыма П.Г. Проектирование, монтаж и эксплуатация тепломассообменных установок. – М.: Энергоиздат, 1981. – 362 с.
3. Лебедев П.Д. Теплообменные сушильные и холодильные установки. – М.: Энергия, 1972. – 321 с.
4. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник. Под общ. ред. А.В. Клименко, В.М. Зорина – М.: Изд-во МЭИ, 2007. – 630 с.
5. Сушон С.П., Завалко А.Г., Минц М.И. Вторичные энергетические ресурсы промышленности СССР. – М.: Энергия, 1978. – 320 с.
6. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. – М.: Химия, 1987. – 496 с.
7. Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды. – М.: Высшая школа, 1981. – 287 с.
8. Скалкин Ф.В. Энергетика и окружающая среда. – Л.: Энергоиздат, Ленингр. отд-ние, 1981. – 280 с.