МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

В соответствии с государственным образовательным стандартом специалисты, выпускники теплоэнергетических специальностей вузов, должны не только понимать физику процессов, происходящих при работе оборудования и теплоэнергетических систем, но и уметь применять теоретические знания при решении практических задач как при конструировании и наладке, так и при эксплуатации.

Наиболее глубокое понимание любого процесса достигается путем аналитического и экспериментального изучения влияния на него различных факторов. Практические занятия по дисциплине «Основы централизованного теплоснабжения» позволяют студентам на конкретных примерах оценить воздействие различных факторов на показатели работы теплоэнергетического оборудования источников и систем теплоснабжения. При решении предполагаемых ниже задач студенты изучают методики и приобретают навыки практических расчетов, необходимых в дальнейшей инженерной деятельности.

При решении задач рекомендуется следующая точность расчетов: величины, имеющие большое численное значение (энтальпию, температуру, расходы и др.), ограничиваются одним знаком после пятой, величины, имеющие малые численные значения (относительная тепловая нагрузка, относительный расход греющего теплоносителя и др.) - тремя знаками после запятой.

 

 

Задача 1

Для района городской застройки с жилой площадью = 1 млн м² определить по укрупненным показателям суммарную тепловую нагрузку отопления, а также годовой расход теплоты все указанных видов теплопотребления. Построить годовой график продолжительности тепловой нагрузки.

В качестве исходных данных принять:

- расчетная температура наружного воздуха для отопления = -26 ^оС;

- средняя температура наружного воздуха в наиболее холодный месяц ^оС

- средняя за отопительный период температура наружного воздуха = -1, 8^оС;

- продолжительность отопительного периода 220 сут.;

- обеспеченность жилой площадью = 9 м²/чел;

- укрупненный показатель максимальной нагрузки на 1 м² жилой площади q=163 Вт/м²(принимается по СН и П );

- коэффициент, учитывающий нагрузку отопления общественных зданий района городской застройки k_общ= 0, 25;

- коэффициент, учитывающий тепловую нагрузку вентиляции общественных зданий районов k_в=0.4;

- средненедельный расход воды на ГВС на одного жителя в сутки = 110 л/сут по жилым зданиям и = 20 л/сут по общественным зданиям;

- данные длительности стояния температур наружного воздуха взять из табл.9;

-длительность работы вентиляции 16 ч/сут и 220· 16 = 3520 ч/год.

 

Таблица 3.1

 

Среднесуточные температуры наружного воздуха, оС	Ниже -30	-25	-20	-15	-10	-5		+8
Продолжительность периода состояния, ч

 

 

Порядок решения

1. Определить расчетную относительную нагрузку жилых и общественных зданий района жилой застройки, МВт:

 

 

.

 

2. Определить расчетную тепловую нагрузку вентиляции общественных зданий района, МВт

 

 

.

 

3. Число жителей района, чел

 

 

.

 

4. Определить средненедельную тепловую нагрузку ГВС жилых и общественных зданий для зимнего периода при t_г=60 ^оС и t_x=5 ^оС, МВт:

 

 

.

 

5. Суммарная расчетная тепловая нагрузка района, МВт

 

 

.

 

6. Летняя тепловая нагрузка ГВС при φ л = 0, 8 и tхл = 15 ^оС, МВт

 

 

.

 

7. Средняя за относительный период нагрузка отопления, МВт

 

 

.

 

8. Годовой расход теплоты на отопление при n_o=220·24=52804 ۬ ۬ ۬ ۬ ۬ ۬ ۬ ۠ ч = 19·10⁶ с, МДж/год,

 

 

.

 

9. Средняя за отопительный период нагрузка вентиляции при ее работе по отопительному графику, МВт

 

 

.

 

10. Годовой расход теплоты на вентиляцию при n_в=3520 ч =12, 7· 10⁶ с и , МДж/год

 

 

.

·

11. Годовой расход теплоты на ГВС при длительности зимнего периода n_o= 19· 10⁶ с и летнего периода n_л= 8400 - 5280= 3120 ч= 11, 2· 10⁶ с, МДж/год

 

 

 

12. Суммарный годовой расход теплоты района городской застройки, ГДж/год

 

 

.

 

При уточненных расчетах Q^год необходимо учитывать еще и тепловые потери трубопроводов тепловой сети, k_пот=1, 1.

Перед построением графика продолжительности тепловой нагрузки (рис. 2) строится график тепловой нагрузки в зависимости от температуры наружного воздуха. Для этого рассчитываться тепловые нагрузки каждого вида теплопотребления при трех характерных температурах наружного воздуха: t_н= 8 ^оС (начало отопительного периода), ^оС (средняя температура наружного воздуха в наиболее холодный месяц) и t_но= -26 ^оС (расчетная температура наружного воздуха для отопления). Результаты расчета сводятся в таблицу по форме.

 

 

Рис.3.1. Графики тепловой нагрузки Q = f(t_н) и продолжительности тепловой нагрузки Q = f(n)

 

Форма 3.1

 

Величина	Формула или способ определения	Расчет	Численное значение при температуре наружного воздуха tн, оС
+8	-7, 8	-26
Тепловая нагрузка на отопление Qo, МВт
Тепловая нагрузка на вентиляцию (при работе 16 ч/сут) Qв, МВт
Тепловая нагрузка на ГВС Qгср.н, МВТ	п.4 расчета
Всего

По суммарной нагрузке и продолжительности стояния температур t_н (табл.9) строится график продолжительности тепловой нагрузки Q=f(n) (рис. 3.1). Площадь графика должна быть равна расчетному значению Q_год (см. п. 12).

 

Задача 2

Сетевой подогреватель теплофикационной установки ТЭЦ должен подогревать воду в количестве G = 288 кг/с от t₁ = 70 ^оС до t₂ = 116 ^оС паром P = 0, 245 МПа ( ^оС). Требуется выбрать пароводяной сетевой вертикальный подогреватель типа ПСВ. Коэффициент загрязнения поверхности нагрева .

 

Порядок решения

1. По заданному расходу воды из табл. приложения 1 выбираем для проверки наиболее близкий типоразмер ПСВ и записываем его технические характеристики: площадь поверхности нагрева F, м²; число ходов; диаметр трубок d_н/d_в, мм; число трубок n, шт.; площадь живого сечения для прохода воды f, м²; расчетную высоту трубок (расстояние между соседними перегородками) Н, м.

2. Необходимая тепловая производительность подогревателя, Вт

 

 

,

 

где с –теплоемкость воды, Дж/(кг· К);

3. Температурный напор, ^оС

 

 

.

 

4. Средняя температура воды, ^оС

 

 

.

 

5 Средняя температура стенки теплообмена трубки, ^оС

 

 

.

 

6. Число Григулля для конденсата при ^оС

 

 

,

 

где A₁ определяется по табл. приложения 2.

 

7. Коэффициент теплоотдачи конденсирующего пара к наружной стенке теплообменной трубки, Вт/(м²· К):

 

 

- при Z < 2300

 

,

 

где А₃ определяется по табл. приложения 2 по заданной ,

 

 

- при Z > 2300

 

,

 

 

где А₄ определяется по табл. приложения 2 по заданной ,

 

,

 

где Pr и Pr_ст- критерии Прандтля для конденсата греющего пара при и .

8. Скорость движения нагреваемой воды в трубках теплообменника, м/с

 

 

,

 

где - плотность воды при средней ее температуре;

9. Коэффициент теплоотдачи от внутренней стенки теплообменной трубки к нагреваемой воде, Вт/(м²· К)

 

 

,

 

где А₅-температурный множитель (приложение 2);

10. Расчетный коэффициент теплопередачи, Вт/(м²· К)

 

 

,

 

где - коэффициент теплопроводности стенки теплообменной трубки при t_cт (для условий задачи Вт/(м· К);

11. Необходимая площадь поверхности нагрева, м²

 

 

.

 

12. Принять к установке необходимое количество сетевых подогревателей, выбранных для проверки.

Задача 3

Определить тепловые потери 1 м подающего и обратного трубопроводов тепловой сети, наружный диаметр труб d = 273 мм, трубы проложены бесканально в грунте на глубине h = 1, 8 м, расстояние между осями труб b = 520 мм.

Температура воды в падающем трубопроводе ^оС, в обратном трубопроводе ^оС. Температура грунта на глубине заложения труб t_o = 2 ^оС, коэффициент теплопроводности изоляции Вт/(м· К), толщина изоляции на падающем трубопроводе мм, на обратном мм. Теплопроводность грунта Вт/(м· К).

 

Порядок решения

1. Расчет термических сопротивлений грунта ведется с использованием различных формул в зависимости от глубины заложения теплотрассы в грунт:

 

 

-при h/d_н< 2

 

,

 

при h/d_н≥ 2(глубокое заложение)

 

 

.

 

В данной задаче h/d_н = 1, 8/0, 413> 2, поэтому расчет следует вести по формулам для глубокого заложения.

2. Термическое сопротивление изоляции, м· К/Дж

 

 

,

 

где d_н- наружный диаметр изоляции;

3. Термические сопротивления подающего R₁ и обратного R₂ трубопроводов, м· К/Дж

 

 

,

 

 

.

 

4. Условное термическое сопротивление, учитывающее взаимное влияние соседних труб, м· К/Вт:

 

 

.

 

 

5. Удельные тепловые потери подающего и обратного трубопроводов, Вт/м

 

 

.

 

6. Суммарные удельные тепловые потери, Вт/м

 

 

.

 

 

Задача 4

Решить задачу 3 для случая прокладки изолированных трубопроводов в непроходном канале с промежуточной стенкой и расстояние между осями труб b = 600 мм. Ячейка непроходного канала для каждой из труб имеет форму квадрата с внутренними размерами 600× 600 мм

Коэффициенты теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху и от воздуха к внутренним стенкам канала Вт/(м· К). При расчете коэффициенты теплопроводности стенок канала и грунта принять равными: .

Порядок решения

1. Эквивалентный диаметр каждой ячейки непроходного ка

 

,

 

где F и P- сечение и периметр ячейки канала соответственно, м ² и м;

2. Отношение h/d_э по условиям задачи больше чем 2, поэтому дальнейшие расчеты ведем по формулам для трубопроводов глубокого заложения.

3. Термические сопротивления подающего и обратного трубопроводов, м· К/Вт:

 

 

,

 

.

4. Условное термическое сопротивление, учитывающее взаимно влияние соседних труб, м· К/Вт

 

 

.

 

5. Удельные тепловые потери подающего и обратного трубопроводов, Вт/м:

 

 

,

 

.

 

6. Суммарные удельные тепловые потери, Вт/м

 

 

.

 

7. Сравнить тепловые потери при бесканальной прокладке трубопроводов и прокладкой в непроходном канале с разделяющей стенкой.

Примечание. Расчетный анализ показывает, что тепловые потери теплотрасс при бесканльной прокладке без разделяющей трубопроводы стенкой практически одинаковы с тепловыми потерями теплотрассы с разделяющей стенкой (разница около 5 %).

 

Задача 5

Определить тепловые потери 1 м паропровода диаметром d/d_в = 273/259 мм, проложенного на открытом воздух с температурой t_o = 10 ^оС. Средняя скорость движения воздуха w = 5 м/с. По паропроводу подается насыщенный пар с температурой 150 ^оС. Тепловая изоляция паропровода толщиной 80 мм, ее коэффициент теплопроводности 0, 1 Вт/(м· K). Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубы 10000 Вт/(м²· К). Коэффициент лучеиспускания поверхности изоляции c_n = 5 Вт/(м²· К⁴). Коэффициент теплопроводности стенки стального паропровода Вт/(м· K).

Определить также тепловые потери паропровода при его длине l = 500 м и количество выпадающего конденсата.

 

Порядок решения

1. Задаемся предварительно коэффициентом теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху , Вт/(м⁴· К), например Вт/(м²· К).

2. Полное термическое сопротивление изолированного паропровода, м· К/Вт

 

 

 

Расчетный анализ показывает, что для изолированного теплопровода (R_в+R_тр)< < (R_и+R_н), поэтому величинами R_в и R_тр при расчете изолированных теплопроводов обычно пренебрегают. В этом случае

 

 

 

.

 

3. Приближенное значение температуры наружной поверхности изоляции, ^оС

 

 

.

 

4. Коэффициент теплоотдачи конвекций от наружной поверхности изоляции к воздуху, Вт/(м²· К)

 

 

.

 

5. Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием от наружной поверхности изоляции к воздуху, Вт/(м²· К)

 

 

.

 

6. Уточненное значение коэффициента теплоотдачи от наружности изоляции к воздуху, Вт/(м²· К)

 

 

.

 

7. Уточненные значения R_н и R(см п.2) при уточненном значении .

 

8. Удельные потери, Вт/м

 

 

.

 

9. Тепловые потери изолированного паропровода, Вт

 

 

,

 

где - коэффициент местных потерь теплоты (по условиям эксплуатации паропровода примем ).

 

10. Количество выпадающего конденсата, кг/с

 

 

,

 

где r- теплота парообразования при заданном давлении насыщенного пара (r = 2112 кДж/кг при P = 0, 5 МПа).

 

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
2. V. Методические указания к выполнению контрольной работы.
3. А также занятий со спортивной направленностью
4. Для проведения семинарских и практических занятий
5. Е. ТОВАРНЫЕ ЗНАКИ, ФИРМЕННЫЕ НАИМЕНОВАНИЯ И ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
6. Задачи для дополнительных работ на лабораторных и практических занятиях
7. ЗАДАЧИ ДЛЯ СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ (ПК-4, ПК-5, ПК-6)
8. ЗНАЧЕНИЕ СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО МУНИЦИПАЛЬНОМУ ПРАВУ И МЕТОДИКА ИХ ПРОВЕДЕНИЯ
9. И методические указания к изучению раздела
10. Клинические описания и диагностические указания.
11. Конкретная структура выпускной квалификационной работы, цели и задачи определяются «Методическими указаниями», которые разрабатываются и утверждаются выпускающей кафедрой по каждой специальности.
12. Краткие методические указания