029_Teplotekhnika_RGR_Sh_KSh-01
.pdfФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Московский государственный университет дизайна и технологии
Новосибирский технологический институт Московского государственного университета дизайна и технологии (филиал)
(НТИ МГУДТ (филиал))
УТВЕРЖДАЮ:
Зав. кафедрой ОТПС
|
|
|
|
О.В. Тихонова |
|
“ ” |
|
2007 г. |
|||
|
|
|
|
|
|
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к расчетно-графическим работам по дисциплине “Теплотехника”
по направлению: 260900.65 (656100) – Технология и конструирование изделий
(подготовки диплом. спец.) легкой промышленности
по специальности: 260901.65(280800) – Технология швейных изделий 260902.65 (280900) – Конструирование швейных изделий
Факультет заочного обучения и экстерната Кафедра “Охраны труда и промышленного строительства” Курс: 3 Семестр: 5
Новосибирск 2007
Составитель: |
Л.П. Калинина |
|
А.Н. Казарина |
Рецензенты: |
Т.А. Москалец |
Методические указания рассмотрены на заседании кафедры ОТПС
“” 2007 г., протокол №.
Зав. кафедрой |
О.В. Тихонова |
Методические указания содержат теоретический материал, задачи по 5 темам курса теплотехники, 5 рисунков (графиков), 12 таблиц с физическими параметрами материалов, применяемых в расчетах.
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
|
|
Стр. |
1 |
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТ |
4 |
2 |
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1 |
4 |
3 |
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2 |
12 |
|
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ |
22 |
|
ПРИЛОЖЕНИЯ |
23 |
1 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТ
Согласно учебному плану студент выполняет две расчетно-графические контрольные работы. Выбор условий задач производится согласно таблицам вариантов. Варианты выбираются согласно порядковому номеру студента в экзаменационной ведомости. Вариант обозначается буквой Е. Все решения задач начинаются с выполнения рисунка, схемы, диаграммы, на которые наносятся исходные данные задачи, направления материальных и тепловых потоков, определяемые параметры. В тексте решений приводить краткие пояснения перед каждым вычислением с ссылкой на схему и используемую литературу. При вычислении вначале приводится формула, затем записывают цифровые значения в том же порядке, как в формуле, и результат расчета. Отдельно записываются единицы измерения каждого параметра, входящего в формулу, и выводится единица измерения определяемой величины. При расчете использовать только Международную систему СИ. Все физические параметры берутся из литературы [1, 2, 3, 4], делается ссылка на эту литературу. В конце задания приводится список использованных источников. Сведения об источниках приводятся в соответствии с требованиями ГОСТ 7.1.
Задание оформляется согласно требованиям ЕСКД ГОСТ 7.32-2001:
-задания оформляются с титульным листом, образец которого приведен в приложении Д;
-текст и расчеты должны быть написаны на листах белой писчей бумаги формата А4 черными чернилами.
-все страницы должны быть пронумерованы арабскими цифрами. Номер страницы проставляют в центре нижней части листа без точки.
2 РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1
Выполнение первой расчетно-графической работы требует проработки теоретического материала по разделам: 1 – Термодинамика; 4 – Энергосбережение [7]. Студент выполняет 6 задач.
Параметры состояния:
–Р – давление: в Международной системе единиц (СИ) давление выражается в Паскалях (1 Па = 1 Н/м² = МП 10-6 = 1 ат 10-5). Параметром состояния является абсолютное давление Р. Оно входит в термодинамические уравнения. Манометр
показывает избыточное давление Рман. = Р - Ратм , где Ратм – атмосферное давление,
=> Р = Рман. + Ратм.
–t – температура: в системе СИ единицей измерения является Кельвин (Т, 0К). На
практике широко применяется градус Цельсия (t, 0С), причем t = Т, т.к.
Т= t+273,15.
–удельный объем U: в системе СИ единица измерения (м³/кг), U = 1/ρ, где
ρ(кг/м²) – плотность.
Задача 1
1.1Сухой насыщенный пар выходит из парогенератора при давлении по манометру
Р= (0,1 + 0,5Е) ман. Определить все параметры пара по таблицам сухого насыщенного пара [1, 2, 3, 4]. Дать определение найденным параметрам и записать единицы измерения. Аналитически рассчитать i и i и сопоставить с
табличными данными. Зачертить процесс парообразования в диаграмме PV и tV и занести найденные параметры.
1.2Сколько тепла выделит при конденсации сухой насыщенный пар и влажный пар, сухость которого Х при давлении Р (см. п.1.1)? Х=(65+Е),%. Точку Х отметить на графике.
1.3Воду, находящуюся под давлением Рман. (п.1.1), нагрели до t2=120+Е. Наступил ли процесс парообразования? Точку 3 отметить на графике.
1.4Параметры пара Рман. и t = (200+Е) ˚С. Определить состояние пара, степень перегрева. Точку 4 отметить на графике.
Все полученные точки отложить на диаграмме tV.
Задача 2
Пар сухой насыщенный под давлением Рман (см. зад. 1.1) (по манометру) направляется в теплообменник и нагревает воду от t2н = 4 0С до t2к = 60+Е. Расход воды М2=1000Е, кг/с. Рассчитать расход пара М, кг/с и поверхность теплообмена F, м2, если К=5000 (Вт/ м²·град).
Задача 3
Сколько тепла потребуется для получения 1 кг сухого насыщенного пара из воды. Давление пара Рман (см. зад. 1.1), начальная температура воды tн = Е.
Задача 4
На диаграмме id (рисунок 4.1.) построить процесс регенерации воздуха. Исходный свежий воздух ( ) А с tА = 20 0С, А = 50% подогревается в калорифере. Воздух выходит из калорифера ( ) В с tВ = (80 + Е) 0С и направляется в теоретическую сушилку (в теоретической сушилке Qпотерь≈0, iВ≈iС). После сушилки воздух точки С имеет = (40+Е)%. Воздух после сушилки охлаждается до = 100% (точка Д), при дальнейшем охлаждении пары конденсируются до точки Е на диаграмме (ХЕ = ХА). Воздух снова направляется в калорифер. Определить параметры воздуха всех точек и заполнить таблицу 4.1.
Таблица 4.1. – Параметры воздуха
|
t, ºС |
tм, ºС |
φ, % |
Х, |
Хнас., |
i, |
|
|
|
|
кгпара/кгсух.в. |
кгпара/кгсух.в. |
Дж/кгсух.в. |
А |
|
|
|
|
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
Е |
|
|
|
|
|
|
АВ – |
|
|
|
|
|
|
ВС – |
|
|
|
|
|
|
СД – |
|
|
|
|
|
|
ДЕ – |
|
|
|
|
|
|
Рисунок 4.1 – id - диаграмма
Задача 5
Воздух в количестве LО, кгсух. возд. / с (точка А) с параметрами tА = - 10 0С и А=90% направляется в первый калорифер и подогревается до температуры tВ (точка В). Подогретый воздух точки В в количестве L0 смешивается с циркуляционным воздухом Lц1 , забираемым из рабочего помещения с параметрами воздуха точки С. Кратность смешения К1 = Lц1 / L0 = 0,5. Смесь характеризует точка К. Расход смеси Lсм1 = Lц1 + L0. Смесь направляется в увлажнительную камеру, где увлажняется до Д = 95%. После камеры воздух точки Д смешивается с циркуляционным воздухом Lц 2 , забираемым также из рабочего помещения. Кратность смешения К2. Смесь в количестве Lсм2 (точка Е) направляется во второй калорифер, где подогревается до температуры точки F. После калорифера воздух вентилятором направляется в рабочее помещение. Процесс в рабочем помещении принять адиабатическим, т.е.
iF ≈iC.
План расчета:
6.1 Зачертить схему установки кондиционирования воздуха (рисунок 5.1.). Сделать описание схемы.
6.2 На id – диаграмме (рисунок 5.2.) построить процесс кондиционирования воздуха. Исходные данные – таблица 5.1. Параметры воздуха в рабочем помещении (точка С) выбрать по допустимым параметрам воздушной среды в рабочих помещениях – таблица 5.2. Пояснить построение точек А В С Д К1 К2 Е F как на рисунке, так и на диаграмме. Определить параметры воздуха во всех отмеченных точках. Данные свести в таблицу 5.3.
6.3 Рассчитать производительность вентилятора, расходы воздуха Lо, Lц1, Lц2, Lсм1, Lсм2 на схему занести рассчитанные данные.
6.4 Сделать анализ энергозатрат. Показать возможность использования тепла
отработанного воздуха ( ) С |
Qотр= отр СС (tС |
– tХ) доля подогрева свежего |
|||||
воздуха Q = |
0 С0 (tв – tА) в первом калорифере; где СС≈СО – теплоемкость |
||||||
воздуха. Дать определение вторичных энергоресурсов (ВЭР). |
|
||||||
Таблица 5.1. – Исходные данные к задаче 5 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
вари- |
tВ, 0С |
|
L0, кг/с |
К2= Lц2 / Lсм1 |
|
Р, ати |
С tС – табл.7 |
ант |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
помещение |
|
1 |
-5 |
|
50 |
3 |
|
0,5 |
склад |
2 |
+12 |
|
60 |
4 |
|
1,0 |
склад |
3 |
+8 |
|
100 |
5 |
|
1,5 |
склад |
4 |
-6 |
|
120 |
3 |
|
2,0 |
склад |
5 |
-4 |
|
140 |
4 |
|
2,5 |
склад |
6 |
-2 |
|
160 |
5 |
|
3,0 |
закройный цех |
7 |
0 |
|
180 |
3 |
|
0,2 |
закройный цех |
8 |
+2 |
|
200 |
4 |
|
0,4 |
закройный цех |
9 |
+4 |
|
220 |
5 |
|
0,6 |
закройный цех |
10 |
+6 |
|
240 |
2 |
|
1,0 |
закройный цех |
11 |
+8 |
|
260 |
6 |
|
1,0 |
закройный цех |
12 |
+10 |
|
280 |
3 |
|
1,2 |
пошивочный цех |
13 |
+9 |
|
300 |
4 |
|
1,4 |
пошивочный цех |
14 |
+7 |
|
320 |
5 |
|
1,6 |
пошивочный цех |
15 |
-5 |
|
340 |
2 |
|
1,8 |
пошивочный цех |
16 |
-3 |
360 |
6 |
2,0 |
пошивочный цех |
17 |
-1 |
380 |
3 |
2,5 |
пошивочный цех |
18 |
+1 |
400 |
4 |
3,0 |
пошивочный цех |
19 |
+3 |
70 |
5 |
0,2 |
пошивочный цех |
20 |
+5 |
80 |
2 |
0,4 |
закройный цех |
21 |
+7 |
90 |
6 |
0,6 |
закройный цех |
22 |
+9 |
110 |
3 |
0,8 |
закройный цех |
23 |
+11 |
130 |
4 |
1,0 |
закройный цех |
24 |
0 |
150 |
5 |
1,2 |
закройный цех |
25 |
+1 |
170 |
3 |
1,4 |
закройный цех |
26 |
+2 |
190 |
4 |
1,6 |
закройный цех |
27 |
+3 |
210 |
5 |
1,8 |
закройный цех |
Таблица 5.2. – Допустимые параметры воздушной среды в рабочих помещениях швейных предприятий (по ГОСТ 12.1.005 – 88 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования»)
Помещение |
Температура |
Относительная |
Предельная |
Категория |
|
|
воздуха в 0С |
влажность |
запыленность |
работ |
|
|
в зимний |
в летний |
воздуха φ, |
воздуха, |
|
|
период |
период |
% |
мг/м3 |
|
склад |
16 |
естестве |
50 |
4 |
2а |
|
|
нная |
|
|
|
закройный |
18-20 |
не выше |
50-60 |
4 |
1б |
цех |
|
30 |
|
|
|
ватный цех |
18-20 |
не выше |
50-60 |
4 |
1б |
|
|
30 |
|
|
|
пошивочный |
20-22 |
не выше |
50-60 |
4 |
2б |
цех |
|
30 |
|
|
|
Таблица 5.3. – Параметры воздуха
|
t, ºС |
tм, ºС |
φ, % |
Х, |
Хнас., |
i, |
|
|
|
|
кгпара/кгсух.в. |
кгпара/кгсух.в. |
Дж/кгсух.в. |
А |
|
|
|
|
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
Е |
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
К1 |
|
|
|
|
|
|
К2 |
|
|
|
|
|
|
Рисунок 5.1 – Схема установки кондиционирования воздуха
Рисунок 5.2 - id - диаграмма