ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ВОЛЖСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

А. В. Синьков, А. Д. Грига, М. В. Дьяков, Г. Б. Потапова

СБОРНИК СЕМЕСТРОВЫХ РАБОТ

ПО ТЕПЛОТЕХНИКЕ

Учебное пособие

РПК «Политехник»

Волгоград 2005

УДК 621.1.016

Р е ц е н з е н т ы:

кафедра механики и материаловедения Волжского филиала МЭИ,

заведующий кафедрой канд. техн. наук Маликов Е.А.;

доктор техн. наук, профессор кафедры СДМ ВИСТех Рогожкин В.М.

Синьков А. В., Грига А. Д., Дьяков М. В., Г.Б. Потапова

Сборник семестровых работ по теплотехнике: учеб. пособие / ВолгГТУ. – Волгоград, 2005. - 80 с.

ISBN 5-230

Представлены семестровые работы, предусмотренные программой курса «Теплотехника» для студентов Волжского политехнического института. Работы охватывают основные разделы курса. В ходе их выполнения студент должен закрепить знание теоретического материала и получить навыки его использования для решения конкретных теплотехнических задач. При составлении данного пособия были использованы учебно-методические разработки д.т.н., профессора Г.Н. Злотина.

Ил. 19. Табл. 14. Библ.: 5 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета

SBN 5-230 © Волгоградский

государственный

технический

университет, 2005

Общие указания

1. Прежде чем приступить к выполнению расчетов, необходимо:

   1. ознакомиться с содержанием задания;

   2. проработать теоретический материал по теме семестровой работы, используя теоретический материал, изложенный в соответствующей главе данного пособия, а также указанную рекомендуемую литературу;

   3. ответить на все контрольные вопросы, приведенные в конце задания.

2. Вариант работы определяется порядковым номером, под которым фамилия студента записана в кафедральном журнале.

3. Расчеты производить, пользуясь системой единиц СИ. В настоящем пособии приводятся методики расчета каждой семестровой работы.

4. Выполненная и оформленная семестровая работа должна содержать:

   1. номер варианта и исходные данные для расчета;

   2. расчетные формулы, используемые при расчете, и подробный ход решения;

   3. сводную таблицу результатов расчета по форме, указанной в задании;

   4. рисунки и графики, в соответствии с заданием.

5. Семестровую работу необходимо оформлять в соответствии с требованиями ГОСТ. Образец оформления работы имеется в лаборатории теплотехники.

6. Работа, в оформленном виде, должна быть сдана на проверку преподавателю и защищена в сроки, установленные кафедрой.

При защите студент должен:

1. уметь изложить весь ход расчета;

2. свободно владеть теоретическим материалом по теме семестровой работы.

Глава 1

1.1. Органические топлива

Топлива – это природные вещества, которые экономически целесообразно использовать для получения теплоты в больших количествах. Различают химические и ядерные топлива. Мы будем рассматривать только химические органические топлива, применяемые в промышленности и энергетике.

Топливо представляет собой совокупность горючего и окислителя.

К горючим относят водород (Н₂); щелочные металлы: натрий (Na), магний (Mg), алюминий (Al), калий (K); углерод (С) и углеводородные соединения.

К окислителям относят кислород (О₂), соединения с кислородом и элементы гомогенного ряда: фтор (F), хлор (Cl).

1.1.1. Состав топлив

Свойства топлив, целесообразность их использования в значительной мере определяются их химическим составом, который для жидких и твердых топлив задается обычно в процентах по массе. Состав газового топлива задается объемным содержанием в процентах входящих в него газов.

Элементы, входящие в состав топлива, обозначаются соответствующими символами: С – углерод; Н – водород; О – кислород; N – азот; S – сера. Зола и влага, входящие в состав топлива, обозначаются соответственно А и W.

Влажность и зольность топлив даже в пределах одного сорта подвержены значительным колебаниям, поэтому для уточнения характеристик вводятся понятия о горючей, сухой и рабочей массах топлива. Обратите внимание на различия уравнений материального баланса для этих случаев.

Материальный баланс горючей массы углеводородного топлива:

C_г + H_г + O_г+ N_г + S_г = 100 %.

Материальный баланс сухой массы:

С_c + H_c + O_c + N_c + S_c + A_c = 100 %.

Материальный баланс рабочей массы:

С_p + H_p + O_p + N_p + S_p + A_p + W_p = 100 %.

Совокупность золы и влаги, входящих в состав топлива, называют внешним балластом горючего. Совокупность кислорода и азота, входящих в состав топлива, называют внутренним балластом горючего.