Расчет теплового потока через стенку проводят по формуле



где k – коэффициент теплопередачи ограждения;

A – площадь ограждения, равна 1 м2 ;

text – температура наружного воздуха, °C;

n=1 – коэффициент, зависящий от положения поверхности ограждения к наружному воздуху ;

tint – температура воздуха внутри помещения, =20°С.

Определяется коэффициент теплопередачи стены:

где R0- фактическое термическое сопротивление наружной стены, определяется:

Рассчитывается толщина теплоизоляционного слоя:

где λins - коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя, Вт/м0С, (прил. 1).

Рассчитывается термическое сопротивление теплоизоляционного слоя Rins. по формуле:

 

где δ1, δ3 – толщины 1 и 3-го слоев, м, (δ13);

λ1, λ3– расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м0С), принимаемый по прил. 1, (λ1= λ3);

αext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м20С)

Rred=0,00035·D+1,4 -приведенное сопротивление теплопередаче стен

D=( tint – tht)·zht - градусо-сутки отопительного периода

tht -средняя температура отопительного периода (прил.1)

zht- продолжительность отопительного периода (прил.1)

 

 

Важнейшим параметром определяющим теплопотери, является термическое сопротивление теплопередаче — R. Термическое сопротивление определяет энергоэффективность ограждающей конструкции. Чем выше сопротивление теплопередаче, тем меньше тепловые потери, и следовательно, меньше энергозатраты на поддержание теплового баланса в помещении. Так, например, в Московском регионе термическое сопротивление наружных стен R = 3.0-3.1 м2 oС/Вт. Дальнейшее увеличение термического сопротивления не даёт желаемого результата.

При расчётах термического сопротивления ограждающих конструкций возникает необходимость определения применяемых строительных материалов и их толщины.

Расчет температур на границах слоев определяется

 

t1ст=tint-Q(1/αint)

t2=t1ст-Q(δ11)

t3=t2ст-Q(δ22) и т.д.


Приложение 1

Расчетные характеристики отопительного периода

 

п/п

Город

Температура, °С

коэффициент теплопроводности

 

кирпич λ/ /теплоизоляция

λins

Расчетная скорость ветра в январе,

v м/с

Продолжительность отопительного периода, zht, сут

Наиболее холодной пятидневки обеспечен. 0,92; tн5 (text) Средняя температура отопительно-го периода, tht
1. Архангельск -31 -4,4 0,70/,0,064 5,9 253
2. Астрахань -23 -1,2 0,64/0,05 4,8 167
3. Барнаул -39 -7,7 0,58/0,052 5,9 221
4. Благовещенск -34 -10,6 0,76/0,041 5,9 218
5. Владивосток -24 -3,9 0,64/0,06 9,0 196
6. Волгоград -25 -2,4 0,70/0,05 8,1 177
7. Вологда -32 -4,1 0,70/0,052 6,0 231
8. Вятка -33 -5,4 0,87/0,041 5,3 231
9. Иркутск -36 -8,5 0,64/0,064 2,9 240
10. Калуга -27 -2,9 0,81/0,052 5 210
11. Кострома -31 -3,9 0,70/0,052 5,8 222
12. Краснодар -19 +2,0 0,47/0,06 3,2 149
13. Красноярск -40 -7,1 0,76/0,041 6,2 234
14. Курган -37 -7,7 0,58/0,064 5,2 216
15. Липецк -27 -3,4 0,58/0,052 5,9 202
16. Москва -28 -3,1 0,76/0,041 4,9 214
17. Мурманск -27 -3,2 0,70/0,041 7,5 275
18. Нижний Новгород -31 -4,1 0,70/0,05 5,1 215
19. Омск -37 -8,4 0,81/0,06 5,1 221
20. Орел -26 -2,7 0,64/0,052 6,5 205
21. Оренбург -31 -6,3 0,58/0,064 6,1 202

 


Приложение 2

Основные формулы для расчета термодинамических процессов идеальных газов

Название процесса Показатель поли-тропы n Тепло-емкость, Сх Уравнение процесса Зависимость между параметрами Изменение внутренней энергии, ΔU Работа расширения, l Теплота, q Изменение энтальпии, Δh Изменение энтропии, Δ S  
Изохор-ный ±∞ Cυ υ= const 0
Изобар-ный 0 Cp P= const υ1 / υ2 = T1 / T2
Изотерми-ческий 1 Pυ= const P1 / P2 = υ2 / υ1 0 0
Адиа-батный k 0 k= const P1 / P2 = (υ21)k T1/T2 = (υ21)k-1 T1/T2=(P1/P2)(k-1)/k ΔU = l 0
Поли-троп-ный + ∞ ÷ - ∞ n= const P2/P1 = (υ12)k T2/T1 = (υ12)k-1 T2/T1=(P2/P1)(k-1)/k  

 

1. ЗАДАЧИ (test) (n – номер варианта, порядковое число в списке ИВГПУ)

1.1. Определить абсолютное давление в паровом котле, еслиманометр показывает (0,2 + 0,02n) МПа, а атмосферное давление

равно 755 мм рт. ст.

1.2. Разрежение в газоходе парового котла, измеряемое тягомером,равно (15 + n) мм вод. ст. Определить абсолютное давление газов, еслипоказание барометра 730 мм рт. ст., и выразить его в МПа.

1.3. В баллоне емкостью 40 л находится кислород при давлении(100 + n) кгс/см2 по манометру. Температура кислорода 25 °С,

атмосферное давление равно 745 мм рт. ст. Определить массу кислорода иего плотность.

1.4. Чему равна масса V м3 водорода, кислорода и углекислого газа,если Рман = 6 кгс/см2; Рбар = 750 мм рт. ст.; t = 100 °С. Объем газа V равен(n + 1) м3.

1.5. В резервуаре емкостью 12 м3, содержащем в себе воздух дляпневматических работ, давление равно 8 ат по манометру при температуревоздуха 25 °С. После использования части воздуха для работ давление егоупало до (3 + 0,1n) ат, а температура – до 17 °С. Определить, сколько кгвоздуха израсходовано, если Рбар = 755 мм рт. ст.

1.6. Сосуд емкостью V = 10 м3 заполнен углекислым газом.Определить абсолютное давление в сосуде,

если масса газа равна (1 + n)кг, а температура равна 27 °С.

1.7. Поршневой компрессор всасывает в минуту 3 м3 воздуха приt =__17 °С и барометрическом давлении Рбар = 750 мм рт. ст. и нагнетает его в резервуар, объем которого равен 8,5 м3. За какое время (в мин)компрессор поднимет давление в резервуаре до значения Р = (6 + n) ат,если температура в резервуаре будет оставаться постоянной?

Начальноедавление в резервуаре было 750 мм рт. ст., а температура равнялась 17 °С.

1.8. Плотность воздуха при нормальных условиях ρн = 1,293 кг/м3.Чему равна плотность воздуха при абсолютном давлении

p = (1,5 + n) МПа и температуре t = (20 + n) °С?

1.9. Дутьевой вентилятор подает в топку парового котлавоздух в количестве 102000 м3/ч при t = 300 °С и давлении

(избыточном) Рм = 155 мм вод. ст. Барометрическое давление Рбар = (740 +n) мм рт. ст. Определить часовую производительность вентилятора принормальных условиях в м3н/ч.

1.10. Определить диаметр воздуховода для подачи (50 + n)·100 кг/чвоздуха при абсолютном давлении 1,15 бар, если температура этоговоздуха 22 °С. Скорость воздуха в воздуховоде равна 8 м/с.

 

2. ЗАДАЧИ (n – номер варианта > in IVGPU)

2.1. Объемный состав газообразного топлива следующий: H2 = (10 + n) %,CH4 = (90 – n) %. Определить среднюю молекулярную массу и газовуюпостоянную смеси.

2.2. Объемный состав продуктов сгорания СО2 = 12,3 %; O2 = 7,2 %;N2 = 80,5 %. Определить плотность и удельный объем смеси при t = 800 °Cи Pбар = (740 + n) мм рт. ст.

2.3. В резервуаре емкостью V = (155 – n) м3 находится светильный газпри давлении Р = 4 ат и температуре t = 18 °C. Объемный состав газа Н2= 46 %;

СН4 = 32 %; СО = 15 %; N2 = 7 %. После израсходования некоторогоколичества газа давление его понизилось до 3,1 ат, а температура упала до12 °С. Определить массу израсходованного газа.

2.4. Массовый состав смеси, следующий: СО2 = 18 %; O2 = n %;N2 = (82 – n) %. До какого давления нужно сжать эту смесь, находящуюся_______при нормальных условиях, чтобы при t = 180 °C 8 кг ее занимали объем 40л?

2.5. Анализ продуктов сгорания топлива показал следующийобъемный состав:

CO2 = 12,2 %; O2 = 7,1 %; CO = n %; N2 = (80,7 – n) %.

Найти массовый состав газов, составляющих продукты сгорания.

2.6. В резервуаре объемом 10 м3 находится газовая смесь, состоящаяиз n кг кислорода и (40 – n) кг азота.

 Температура смеси равна 27 °С.

Определить парциальные давления компонентов смеси.

2.7. Плотность смеси азота и углекислого газа при давлении 1,4 бар итемпературе (45 + n) °C равна 2 кг/м3 определить массовый состав смеси.

 

3. ЗАДАЧИ (n – номер варианта > in IVGPU)

3.1. Вычислить среднюю массовую теплоемкость при постоянномдавлении Срm для СО2 в интервале температур от t1 = 200 °С доt2 = (500 + 10n) °С. Необходимые для расчетов зависимости даны вприложении.

3.2. Найти среднюю массовую теплоемкость при постоянномобъеме Сvm для воздуха в интервале температур от t1 = 400 °C до

t2 = (700 + 10n) °C.

3.3. Воздух в количестве 5 м3 при абсолютном давлении Р1 = 0,3 МПа и температуре t1 = 25 °С нагревается при постоянном давлении

до  t2 = (100 + 2n) °С. Определить количество теплоты, подведенной квоздуху, считая С = const.

 

3.4. В закрытом сосуде объемом V = 300 л находится воздух приабсолютном давлении Р1 = 3 кгс/см2 и температуре t1 = 20 °С. Какое

количество теплоты необходимо подвести для того, чтобы температуравоздуха поднялась до t2 = (120 + n) °С? Задачу решить, принимая

теплоемкость воздуха постоянной, а также учитывая зависимостьтеплоемкости от температуры. Определить относительную ошибку δ,

получаемую в первом случае. Проанализировать результат (см. 3.16).

3.5. Воздух охлаждается от t1 = (1000 + 30n) °C до t2 = 100 °C впроцессе с постоянным давлением. Какое количество теплоты теряет 1 кгвоздуха? Задачу решить, принимая теплоемкость воздуха постоянной, атакже учитывая зависимость теплоемкости от температуры. Определитьотносительную ошибку δ, получаемую в первом случае. Проанализироватьрезультат (см. 3.16 и 3.17.).

3.6. Газовая смесь имеет следующий состав по объему;CO2 = 12 %, O2 = 8 %, H2O = n %, N2 = (80 – n) %. Определить для даннойсмеси среднюю массовую теплоемкость Сpmв интервале от t1 до t2 , еслисмесь нагревается от t1 = 100 °C до t2 = 300 °С

3.7. Продукты сгорания топлива поступают в газоход парового котла при температуре газов ′Г t = 1100 °C и покидают газоход при температуре газов ″Г t = 700 ーC. Объемный состав газов, следующий:CO2 = 11 %, O2 = 6 %, H2O = n %, N2 = (83 – n) %. Определить, какоеколичество теплоты теряет 1 м3 газовой смеси, взятой при нормальных условиях.

3.8. Для использования теплоты газов, уходящих из топок паровыхкотлов, в газоходах последних устанавливают воздухоподогреватели.

Пусть известно, что воздух нагревается в воздухоподогревателе отt΄в=20 C до t´´в= 250 C, а продукты сгорания (газы) при этомохлаждаются от t´Г = 350 C до t´´Г = 160 С. Объемный состав продуктовсгорания, проходящих через воздухоподогреватель, следующий:

CO2 = 12 %, O2 = 6 %, H2O = n %, N2 = (82 – n) %. Принять, что всятеплота, отдаваемая газами, воспринимается воздухом и процесс происходитпри неизменном давлении. Определить расход воздуха, приведенный к__ нормальным условиям Vвн, если известно, что расход газов Vгн= 66 · 103 м3н/ч.

 

 


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 598;