Файл: Термодинамика и теплопередача.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Решение задач

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.03.2024

Просмотров: 18

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное

Образовательное учреждение высшего образования

«Ухтинский государственный технический университет»

(УГТУ)

Кафедра РЭНГМиПГ

Расчетно-графическая работа по дисциплине:

«Термодинамика и теплопередача»

Выполнил студент группы РЭНГМ-1-17

Проверил.

Рецензия на контрольную работу 

Задача 1 может быть зачтена.

Задача 2. может быть зачтена.

Задача 3 может быть зачтена.

Задача 4 требует доработки.

При p2 = 500 кПа и t2′ = 260oС энтальпия перегретого пара h2п = 2981.9 кДж/кг, при этом же давлении энтальпия сухого насыщенного пара h = 2748.1 кДж/кг. При определении расхода пара G2 следует использовать эти параметры, иных замечаний по решению нет.

  Полученная рецензия д.б. приложена к контрольной работе при её сдаче.

Соковнин О.М.

Задача № 1


Дано:

R=287 Дж/кг·К

CV=0.71 кДж/кг=

=0,71·103 Дж/кг

V1=0,300 м3

t1=70°C=343К

t2=500°C=773К

Уравнение состояния:



По з-ну Гей-Люссака:








.

Найти:

ΔV, ΔU- ?


Задача № 2


Дано:

p1=7 МПа=7·106Па

Δt=160°C

p2=5.5 кПа=5.5·103Па



Схема паросиловой установки

Цикл Ренкина состоит из следующих процессов:

1-2: адиабатное расширение пара в турбине;

2-3: изобарный (и изотермический, если он происходит в области влажного пара) отвод теплоты в конденсаторе;

3-4: адиабатное повышение давления в питательном насосе;

4-1: изобарный подвод теплоты в паровом котле.



Цикл Ренкина в P-Vдиаграмме


Цикл Ренкина в T-Sдиаграмме
Термический КПД цикла Ренкина определяется по формуле:





С учетом работы, затраченной на сжатие воды в насосе:


По таблице параметров сухого насыщенного пара находим:

При p1=7 МПа tн=285°С или Tн=558К
Температура перегрева:

t1= tн+ Δt=285+160=445°С

Из таблиц теплофизических свойств воды и водяного пара находим

При p1=7МПа и t1=445°С

h1=3275.6 кДж/кг

s1’’=6.6175 кДж/кг

При p2=5,5 кПа

h2´=144,9кДж/кг

r2=2418,9 кДж/кг

s2´=0,4995 кДж/кг·К – жидк.

s2´´=8,36 кДж/ кг·К – пар

tн=34,58 °С

Энтальпию пара в точке 2 находим, рассчитывая изоэнтропный процесс 1–2:

– степень сухости

x2=

– энтальпия насыщенного пара

h2=h2+r2x2=144,9+2418,9*0,778=2027 кДж/кг

Удельная работа турбины в процессе 1-2:

lт=h1-h2=3375,6-2027=1348,6 кДж/кг

Определим из термодинамических таблиц энтальпию воды на выходе из насоса в точке 3при p1=7 Мпа и tн=34,58°С

h3=151,11кДж/кг

Удельная работа насоса в процессе 3-3:

lн=h3-h3=151,11-147,8=3,31 кДж/кг

Работа цикла составит:



Термический КПД цикла Ренкина составит:

;




Найти:

Ɩ, ƞ-?



Задача №3

Дано:

GV=20000 нм3

p1=4,0МПа=4,0ꞏ106Па

ρ1=30,9 кг/м3

Cp=2600Дж/кгꞏК

k=1,35

p2=0,4МПа=0,4ꞏ106Па

t1=7°C=280K

t2=0°C=273K

ƞ=0,82

ρ=0,717 кг/м3

Qн=33,6 МДж/м3=

=33,6ꞏ106Дж/м3

ρ1=1/V1

Газовая постоянная для метана R=518,25 Дж/кгꞏК

При адиабатном расширении газа справедливо соотношение между температурами:



или 223°C

Газ на входе нужно подогреть на:

Δt=tвх-t1=223-10=213°C

Количество тепла, необходимое для нагрева газа:



Необходимый расход топливного газа для предварительного подогрева редуцируемого:





Величина технической работы потока газа в турбодетандере и развиваемая им мощность:







кДж/кг




Найти:

GVтоп,Ɩ, N- ?

Задача №4

Дано:

G1=14000 кг/ч

c1=2 кДж/кгꞏК =2ꞏ103Дж/кг

t1´=36°C

t1´´=90°C

прямоток

p2=500кПа=500ꞏ103Па

t2´=260°C

k=1050Вт/м2K

Количество теплоты, которое необходимо передать потоку сырой нефти, чтобы её нагреть:



Из таблиц насыщенного пара по давлению находим температуру насыщения пара:



Из таблиц параметров перегретого водяного пара находим энтальпии:

При p=500 кПа, t2=260 - h2= 2981.9 кДж/кг;

При p=500 кПа, t2’’=152 - h2’’=2748.1 кДж/кг.

Расход пара определим из уравнения:



Среднетемпературный напор для прямоточной и противоточной схем движения теплоносителей рассчитывают по формуле:


Δtmax=t2´ - t1=260°C-36°C=224°C,

Δtmin= t2´´-t1’’=152°C-90°C=62°C



Площадь поверхности теплообменника при прямотоке находим из уравнения теплопередачи:






Найти:

G2,S- ?