Расчет теплового потока через стенку проводят по формуле

где k – коэффициент теплопередачи ограждения;

A – площадь ограждения, равна 1 м² ;

t_ext – температура наружного воздуха, °C;

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

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

Определяется коэффициент теплопередачи стены:

где R₀- фактическое термическое сопротивление наружной стены, определяется:

Рассчитывается толщина теплоизоляционного слоя:

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

Рассчитывается термическое сопротивление теплоизоляционного слоя R_ins. по формуле:

 

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

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

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

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

D=( t_int – t_ht)·z_ht - градусо-сутки отопительного периода

t_ht -средняя температура отопительного периода (прил.1)

z_ht- 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 м^{2 o}С/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

 

t¹_ст=t_int-Q(1/α_int)

t²_cт=t¹_ст-Q(δ₁/λ₁)

t³_cт=t²_ст-Q(δ₂/λ₂) 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	Pυk= const	P1 / P2 = (υ2/υ1)k T1/T2 = (υ2/υ1)k-1 T1/T2=(P1/P2)(k-1)/k	ΔU = l				0
Поли-троп-ный	+ ∞ ÷ - ∞		Pυn= const	P2/P1 = (υ1/υ2)k T2/T1 = (υ1/υ2)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 Qнв 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 ^ｺC до t´´в= 250 ^ｺC, а продукты сгорания (газы) при этомохлаждаются от t´Г = 350 ^ｺC до t´´Г = 160 ^ｺ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: 1096; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!