Методические указания и задания к выполнению контрольных работ для студентов инженерного факультета по специальностям 110301 и 110304
Скачать 1.04 Mb.
|
| Тема 2. Газовые турбины и газотурбинные установки (ГТУ) Схемы устройства и принцип работы газовой турбины и ГТУ. Тепловые потерн, коэффициенты полезного действия, мощность и расход топлива ГТУ. Регенерация теплоты отработавших газов. Современные конструкции ГТУ. Технико-экономические показатели ГТУ. Методические указания Газотурбинные установки, получающие все более широкое распространение в энергетике, имеют ряд существенных преимуществ перед паротурбинными установками благодаря малой массе, компактности и простоте в обслуживании. Разобрать схему простейшей газотурбинной установки с непрерывным сгоранием при постоянном давлении, действительный цикл этой установки, коэффициенты полезного действия и способы повышения ее экономичности. Эффективность работы ГТУ зависит от величины тепловых потерь в газовой турбине, компрессоре и камере сгорания, поэтому необходимо разобраться с потерями, возникающими в ГТУ. Нужно уметь определить коэффициент полезного действия ГТУ, ее мощность и расход топлива. Ознакомиться с конструкциями газовых турбин и ГТУ, используемых в народном хозяйстве. Литература: [2], с. 370—374. Вопросы для самопроверки 1. Как осуществляется преобразование тепловой энергии в механическую работу в газовых турбинах? 2. Какими тепловыми потерями оценивается внутренний к. п. д. ГТУ? 3. Как определяется удельный эффективный расход топлива и удельный расход воздуха ГТУ? 4. Что называется степенью регенерации и как она определяется? 5. Перечислите способы повышения экономичности ГТУ. 6. Как определяется внутренний к. п. д. ГТУ с регенерацией теплоты? 7. Какие преимущества и недостатки ГТУ по сравнению с паротурбинной установкой? РАЗДЕЛ HV. КОМПРЕССОРНЫЕ УСТАНОВКИ Тема 1. Поршневые компрессоры, вентиляторы и турбогенераторы Устройство и работа поршневого компрессора. Определение производительности и мощности поршневого компрессора. Объемный коэффициент компрессора. Коэффициент подачи компрессора. Коэффициенты полезного действия. Многоступенчатые компрессоры. Принцип действия центробежных и осевых вентиляторов. Производительность, к. п. д. и мощность вентилятора. Классификация вентиляторов. Многоступенчатые центробежные и осевые машины. Процессы сжатия в турбокомпрессорах. Коэффициенты полезного действия и затрата мощности на привод компрессора. Классификация турбокомпрессоров.. Технико-экономические показатели. Методические указания Применение различных типов компрессоров (поршневых, центробежных, осевых и др.) обусловливается двумя различными факторами, которые не удается совместить ни в одном из типов, а именно производительностью и степенью повышения давления в ступени. Основное назначение компрессора <— сжатие, а вентилятора — перемещение газа, поэтому они работают при различных давлениях. Ознакомиться с рабочими процессами и конструкцией реальных машин. В процессе изучения устройства и работы реального поршневого компрессора следует уяснить различие между теоретическими и действительными процессами. Необходимо знать методы определения производительности, мощности и коэффициентов полезного действия компрессора. Рассмотреть устройство и принцип действия центробежных и осевых вентиляторов, а также влияние формы лопаток колеса центробежного вентилятора на его характеристики. Нужно уметь определять напор, коэффициенты полезного действия и мощность вентилятора. Рассматривая устройство и работу турбокомпрессоров, обратить внимание на особенность сжатия в них воздуха. Необходимо уметь находить затраты мощности на привод компрессоров и коэффициенты полезного действия турбокомпрессоров. Ознакомиться с характеристиками турбогенераторов. Литература: [2], с. 385—391, 396—408. Вопросы для самопроверки 1. Чем отличается действительный рабочий процесс поршневого компрессора от теоретического? 2. Почему действительная производительность компрессора меньше теоретической? как определяется действительная производительность компрессора? 3. Что называют индикаторной мощностью компрессора и как она определяется? 4. Что называют объемным коэффициентом компрессора и от каких факторов он зависит? 5. Чем отличаются центробежные компрессоры от осевых? 6. Что называют вентилятором и каково его назначение? 7. Как определяется теоретический и действительный напор, развиваемый вентилятором? 8. Как определяется мощность, потребляемая вентилятором? 9. Как влияет форма лопаток колеса центробежного вентилятора на его напор? 10. Объясните сущность процессов сжатия воздуха в турбокомпрессоре. 11. Как определяется мощность привода центробежного и осевого компрессоров? 12. Какими коэффициентами полезного действия характеризуется работа турбокомпрессоров? РАЗДЕЛ V. ТЕПЛОВЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Типы электростанций и их роль в развитии энергетики СССР. Классификация тепловых электростанций (ТЭи). Паротурбинные конденсационные электростанции (КЭС) и электростанции с комбинированной выработкой теплоты и электрической энергии (ТЭЦ), их принципиальные схемы и показатели тепловой эффективности. Регенеративный подогрев питательной воды. Теплофикания и ее развитие в СССР. Дизельные и газотурбинные электростанции, томные электростанции (АЭС). Технико-экономические показатели электростанций. Методические указания Преобразование теплоты в электрическую энергию осуществляется в основном на тепловых электростанциях, где используется теплота, выделяющаяся при сгорании топлива и при распаде ядерного горючего. Основное количество электрической энергии, получаемое на тепловых электростанциях, вырабатывается паровыми турбогенераторами, поэтому основное внимание следует уделить изучению паротурбинных ТЭС. При этом должны быть рассмотрены как конденсационные электростанции, отпускающие только электрическую энергию, так и теплоэлектроцентрали, отпускающие теплоту и электроэнергию. Изучить принципиальные тепловые схемы этих электростанций, а также показатели экономичности их работы и уяснить пути дальнейшего повышения экономичности тепловых электростанций. При рассмотрении дизельных и газотурбинных электростанций уяснить особенности этих станций, область их применения и перспективы использования дизельных и газотурбинных двигателей в качестве пиковых турбогенераторов. Ознакомиться с устройством атомных электростанций и их принципиальной тепловой схемой. Изучить виды атомных реакторов и типы реакторов. Для оценки экономичности работы электрических станций нужно знать, как определяются коэффициенты полезного действия, удельный расход условного топлива и удельный расход теплоты на выработку электроэнергии. Литература: [2], с. 446—452, 464—471. Вопросы для самопроверки 1. Перечислите виды электрических станций по типу устанавливаемых тепловых двигателей. 2. Каково назначение конденсационной электростанции и теплоэлектроцентрали? 3. Изобразите принципиальные тепловые схемы КЭС и ТЭС. 4. Для чего осуществляется регенеративный подогрев питательной воды в паросиловых установках? 5. Какие основные показатели характеризуют экономичность паротурбинных электростанций? 6. Каковы преимущества и недостатки дизельных и газотурбинных электростанций? РАЗДЕЛ VH. ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Характеристика потребителей тепловой энергии на предприятиях отрасли народного хозяйства. Характеристика предприятий как потребителей теплоты. Производственное теплопотребление. Расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Схемы теплоснабжения и их анализ. Теплоснабжение предприятий. Методические указания. Теплоснабжение предприятий включает производство тепловой энергии, ее транспортирование и экономное распределение теплоты между потребителями. Потребители теплоты предприятий — технологическое оборудование и технологические процессы, система горячего водоснабжения для технологических и хозяйственно-бытовых нужд, системы отопления и вентиляции. Теплоснабжение потребителей обеспечивается, как правило, горячей водой и паром. Горячая вода надежно и экономно обеспечивает теплотой системы отопления, вентиляции, хозяйственно-бытовые нужды и некоторые технологические процессы производства. Пар обеспечивает экономное протекание многих технологических процессов. Теплоснабжение предприятий связано со значительными трудозатратами, которые изменяются в зависимости от схемы теплоснабжения. Поэтому необходимо изучить схемы теплоснабжения предприятий при использовании горячей воды и пара в качестве теплоносителей. Обратить внимание на тип установки (паровая котельная, водогрейная котельная или теплоэлектроцентраль) и на параметры теплоснабжения. Нужно уметь определять расход теплоты на технологические нужды, отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. Литература: Шираке 3. Э. Теплоснабжение. М., 1979, с. 4—12, 61—68, 135—142. Вопросы для самопроверки 1. Перечислите виды теплопотребления и источники теплоснабжения предприятий. 2. Как определяют расход теплоты на технологические нужды? 3. Как определяют расход теплоты на отопление? 4. Как определяют расход теплоты на вентиляцию? 5. Как определяют расход теплоты на горячее водоснабжение? РАЗДЕЛ VHH. ВТОРИЧНЫЕ ЭНЕРГОРЕСУРСЫ Общие положения и классификация вторичных энергоресурсов (БЭР). Экономическая эффективность использования ВЭР. Роль ВЭР в топливо и теплопотреблении страны. Источники ВЭР отрасли и их использование. Утилизационные установки, показатели их работы и влияние их на эффективность использования ВЭР. Перспективы использования ВЭР в отрасли промышленности. Методические указания Для нужд теплоснабжения кроме топлива используют отходы теплоносителей от производственных процессов. Отходы теплоносителей в виде уходящих газов, пара и горячей воды называют вторичными энергоресурсами (ВЭР). ВЭР могут быть весьма значительными. Так, например, уходящие газы промышленных печей содержат до 40% подведенного к печи количества топлива. Вторичные энергоресурсы в виде уходящих газов и горячей воды подразделяют на группы по температурному признаку. Поэтому нужно знать, что уходящие газы характеризуются высокими температурами и энтальпией, а горячая вода — низкими температурами и энтальпией. Теплоту уходящих газов целесообразно использовать в специально установленных котлах — утилизаторах, вырабатывающих производственный пар, и подогревателях горячей воды для теплоснабжения. Не используемые предприятием вторичные энергоресурсы ведут к потерям теплоты, выбросу ее в атмосферу, что снижает экономические показатели предприятия, создает непроизводительный расход топлива и загрязняет окружающую среду. Ознакомиться с перспективами использования ВЭР. Литература: Семененко А. Н. Вторичные энергоресурсы и энерготехнологическое комбинирование. М., 1979. Вопросы для самопроверки. !. Что называют вторичными энергоресурсами? 2. По каким признакам классифицируют ВЭР? 3. Какова роль ВЭР в топливно- и теплопотреблении страны? 4. Каковы источники ВЭР и их использование? 5. Какова экономическая эффективность использования ВЭР? КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ Общие методические указания Согласно учебному плану студент-заочник выполняет две контрольные работы. Первая — по разделам термодинамики и теплопередачи — состоит из четырех задач и четырех вопросов. Вторая — по разделу теплоэнергетические установки — состоит из трех задач и четырех вопросов. Решать задачи и отвечать на вопросы необходимо, строго придерживаясь своего варианта (работы, выполненные не по своему варианту, не рецензируются). Номер варианта определяют по таблице вариантов в зависимости от двух последних цифр учебного шифра студента. Например, при шифре 156 студент выполняет 56-й вариант задания, для которого в таблице соответственно указаны номера задач и вопросов: 6, 11, 27, 31. Условия задач и формулировки контрольных вопросов должны быть переписаны полностью. Решения задач сопровождать краткими пояснениями и подробными вычислениями. При вычислении какой-либо величины нужно словами указать, какая величина определяется и по какой формуле. Необходимо указывать единицы величин как заданных в условии задач, так и полученных в результате их решения. Ответы на контрольные вопросы должны быть краткими и исчерпывающими. Не следует списывать ответы из учебника. При решении задач и в ответах на вопросы применять только Международную систему единиц (СИ). Контрольные работы выполняют в тетради, в конце которой студент ставит свою подпись и приводит список использованной литературы. Для заметок рецензента на каждой странице тетради нужно оставлять поля. На обложке тетради указывать номер контрольной работы, название предмета, фа милию, отчество, шифр, специальность и домашний адрес. Методические указания к выполнению контрольной работы (Задание1) В задачах 1—10 рабочим телом считать идеальный газ с постоянной теплоемкостью. Значения теплоемкостей принимать согласно данным, полученным на основе молекулярно-кинетической теории и приведенным ниже. Таблица 1 - Значение молярных теплоемкостей идеальных газов
Пример пользования этими данными. Пусть имеем идеальный газ кислорода О2. Молярная масса Мо2=32 кг/кмоль. Массовая теплоемкость кислорода при постоянном объеме  массовая теплоемкость кислорода при постоянном давлении  удельная газовая постоянная кислорода  показатель адиабаты  2. При изображении политропных процессов на p-v и T-s диаграммах необходимо также наносить основные процессы (изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный). Политропные процессы изображать качественно без масштаба. 3. При решении задач помнить, что для идеального газа в диаграммах p-v и T-s точка считается полностью определенной, если для нее известны два основных параметра, так как третий параметр определяется из уравнения Клапейрона. 4. Задачи 11—20, посвященные водяному пару, следует решать с помощью h-s-диаграммы. 5. Начать решение задачи надо с качественного изображения процесса в координатах h-s. 6. Следует помнить, что заданная точка в диаграмме h-s, характеризующая состояние сухого насыщенного пара и перегретого водяного пара, определяет шесть параметров (р, v, Т, h, s, u (u = h - pv)), а точка, заданная в области влажного насыщенного пара, определяет семь параметров (р, v, Т, h, s, u, x). 7. Так как удельная энтальпия и внутренняя энергия выражаются в кДж/кг, то при определении величины и из уравнения и = h- pv произведение pv должно быть выражено в тех же единицах. Это значит, что при выражении v в м3/кг, величина р должна быть выражена в кПа. 8. При определении температуры точки в области влажного насыщенного пара следует помнить, что в этой области диаграммы h-s изотермы совпадают с изобарами. Поэтому следует, поднимаясь по изобаре до пересечения с пограничной кривой x=1, отсчитывать значения температуры по изотерме, отходящей вправо от точки пересечения изобары с кривой х= 1. Если точка пересечения не попадает на фиксированную изотерму, то производят интерполяцию между обозначенными изотермами. 9. Каждая точка в диаграмме h-s, характеризующая состояние водяного пара, определяется двумя параметрами. Например, любая точка в области перегретого пара будет определена, если известны р и t; р и v; h и р и т. д., в области влажного насыщенного пара — р и х; v и х; р и s и т. д. 10. Нужно помнить, что при определении скорости истечения пара из сопл с использованием h-s-диаграммы следует считать процесс, протекающий при постоянной энтропии. 11. При расчете дросселирования по диаграмме h-s следует считать, что h1= процесс осуществляется при неизменной энтальпии, т. е. , где  -значения энтальпии в начале и конце процесса соответственно.12. При решении задач 21—25 учитывать, что рабочим телом является идеальный газ - воздух, для которого  13. Решение задач по циклам газовых тепловых машин надо начинать с изображения качественного графика цикла в  -диаграммах.14. Задачи 27 — 30 по циклам паросиловых установок следует решать с помощью диаграммы  .15. При определении термического к. п. д. цикла Ренкина иметь в виду, что  — энтальпия конденсата в конденсаторе, которая определяется по формуле  — теплоемкость воды, а  — температура конденсата, определяемая по  -диаграмме.16. При решении задач 35 — 37 определяющей температурой является температура воздуха, по которой определяются параметры  из табл. X приложения учебника [1].17. При решении задач 39 — 40 для определения средиелогарифмического напора использовать формулу  предварительно построив график изменения температуры теплоносителей вдоль поверхности теплообмена, откуда снять значения  , т. е. наибольшее и наименьшее значения температурных напоров. |
Похожие:
 | Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине “ Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине “Основы внешнеэкономической деятельности” для студентов экономических... | | Методические указания по его изучению и по выполнению контрольных... Л. К. Коростелёва Фармацевтическая технология: Методические указания, программа и контрольные задания для студентов заочного отделения... |
| Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Информатика» Задания и методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Информатика». Екатеринбург, фгаоу впо «Российский государственный... | | Методические указания по выполнению контрольных работ для студентов... Методические указания предназначены для выполнения самостоятельных работ на I, II, III курсах гуманитарных специальностей заочного... |
| Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольных... Педагогика: Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольных работ /Университет га. С. – Петербург, 2012 |  | Методические указания по выполнению контрольных работ по дисциплине Методические указания по выполнению контрольных работ по дисциплине «Правовые основы российского государства» для студентов по специальности... |
| Методические указания по изучению курса и выполнению контрольных... География воздушного транспорта : Методические указания по изучению курса и выполнению контрольных работ/ Университет га. С. – Петербург,... | | Методические указания по изучению курса и выполнению контрольных работ Для студентов зф Автоматизированные системы бронирования и продажи авиационных услуг: Методические указания по изучению курса и выполнению контрольных... |
| Методические указания по выполнению контрольных работ №1,2 Для самостоятельной... Английский язык. Методические указания по выполнению контрольных работ №1, 2 для самостоятельной работы студентов-заочников первого... | | Методические указания по выполнению контрольных работ для экономических специальностей Методические указания по выполнению контрольных работ по дисциплине "Экономическая теория" для студентов экономических специальностей–... |
| Методические указания по выполнению контрольных работ для студентов... Данные методические указания по выполнению контрольных работ по иностранному языку (английскому, немецкому, французскому) предназначены... | | Методические указания для студентов заочного обучения Настоящие методические указания ставят своей целью ознакомить студентов с объемом знаний, которые им необходимо усвоить; требованиями,... |
| Методические указания по дисциплине «Рынок ценных бумаг» по выполнению... Методические указания составлены на основании требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования... | | Методические указания по их выполнению для студентов экономического... Задания для контрольной работы и методические указания по их выполнению для студентов |
| Методические указания по выполнению контрольных работ общие положения... Методические указания и задания контрольной работы по дисциплине для студентов специальностей 080301 – Коммерция (торговое дело);... | | Методические указания по выполнению контрольных работ… Задания для... Для специальности: 080502 «Экономика и управление на предприятии (ресторанно-гостиничного бизнеса, туризма)» |
