Примеры решения задач по теплотехнике

Примеры решения задач по теплотехнике

Теплотехника

Теплотехника — это наука, изучающая преобразование различных видов энергии друг в друга.

В настоящее время теплотехника разделена на три части:

  1. Общая термодинамика (физическая) — изучает преобразование энергии в твердые, жидкие и газообразные тела, излучение различных тел, магнитные и электрические явления, а также устанавливает математическую связь между термодинамическими значениями.
  2. Химическая термодинамика — исследования, основанные на законах общей термодинамики, химических, тепловых, физических и химических процессов, равновесия и влияния внешних факторов на равновесие.
  3. Техническая термодинамика — изучение закономерностей преобразования тепла в работу.

Введение в теплотехнику

Энтальпия продуктов сгорания (Примеры решения задач по теплотехнике)Примеры решения задач по теплотехнике I кг твердого, жидкого или 1 Примеры решения задач по теплотехникегазообразного топлива определяется как сумма энтальпий продуктов сгорания Примеры решения задач по теплотехнике при Примеры решения задач по теплотехнике = 1, избыточного воздуха Примеры решения задач по теплотехнике и золы Примеры решения задач по теплотехнике (если Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике т. е.

Примеры решения задач по теплотехнике

Энтальпия продуктов сгорания (Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике) при Примеры решения задач по теплотехнике = I и температуре газов Примеры решения задач по теплотехнике, °С определяется по формуле

Примеры решения задач по теплотехнике

где Примеры решения задач по теплотехнике,Примеры решения задач по теплотехнике,Примеры решения задач по теплотехнике — теоретические объемы продуктов сгорания топлива, Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике; Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике— энтальпия углекислоты, азота и водяных паров соответственно, Примеры решения задач по теплотехнике.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Предмет теплотехника

Энтальпия воздуха (Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике) при Примеры решения задач по теплотехнике = 1 и температуре Примеры решения задач по теплотехнике, °С определяется но формуле

Примеры решения задач по теплотехнике

где Примеры решения задач по теплотехнике теоретический объем воздуха, Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике; Примеры решения задач по теплотехникев энтальпия воздуха, Примеры решения задач по теплотехнике. Энтальпия золы (кДж/кг).

Примеры решения задач по теплотехнике

где Примеры решения задач по теплотехнике доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания; Примеры решения задач по теплотехнике энтальпия золы, кДж/кг.

Значения энтальпий продуктов полного сгорания топлива, воздуха и золы приведены в табл. 1 (см. Приложение}.

Примеры решения задач по теплотехникедиаграмма для продуктов сгорания. Примеры решения задач по теплотехнике-диаграмму строят следующим образом: задают несколько значений температуры горения топлива Примеры решения задач по теплотехникеи вычисляют для них энтальпии продуктов сгорания. Затем, выбрав масштабы температур и энтальпий в прямоугольной системе координат.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Задачи по теплотехнике

Задача №1

Определить энтальпию продуктов сгорания на выходе из топки, получаемых при полном сгорании 1 кг карагандинского угля марки К состава: Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике

Примеры решения задач по теплотехнике

Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике если известно, что температура газов на выходе из топки равна Примеры решения задач по теплотехнике= 1000 Примеры решения задач по теплотехнике, доля золы топлива, уносимой продуктами сгорания, Примеры решения задач по теплотехнике= 0,85 и приведенная величина уноса золы сжигаемого топлива Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике. Коэффициент избытка воздуха в топке Примеры решения задач по теплотехнике = 1,3.

Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем но формуле (1.27):

Примеры решения задач по теплотехнике Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике.

Объем трехатомных газов находим по формуле (1.33):

Примеры решения задач по теплотехнике

Теоретический объем азота определяем по формуле (1.32):

Примеры решения задач по теплотехнике

Теоретический объем водяных паров находим по формуле (1.35):

Примеры решения задач по теплотехнике

Энтальпию продуктов сгорания при Примеры решения задач по теплотехнике = 1 и температуре газов Примеры решения задач по теплотехнике=1000 °C определяем по формуле (1.61):

Примеры решения задач по теплотехнике

Значения Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеи Примеры решения задач по теплотехнике, при температуре газов Примеры решения задач по теплотехнике взяты из табл. 1 (см. Приложение).

Энтальпию золы 1 кг угля при Примеры решения задач по теплотехнике определяем по формуле (1.63):

Примеры решения задач по теплотехнике

Значение Примеры решения задач по теплотехнике при температуре газов Примеры решения задач по теплотехнике взято из табл. 1 (см. Приложение).

Энтальпию воздуха при Примеры решения задач по теплотехнике=1 и температуре газов Примеры решения задач по теплотехнике находим по формуле (1.62):

Примеры решения задач по теплотехнике

Значение Примеры решения задач по теплотехнике при температуре газов Примеры решения задач по теплотехнике взято из табл. 1 (см. Приложение).

Энтальпию продуктов полного сгорания 1 кг угля при Примеры решения задач по теплотехникеопределяем по формуле (1.60):

Примеры решения задач по теплотехнике

Возможно эта страница вам будет полезна:

Решение задач по теплотехнике

Задача №2

В топке котла сжигается 1 кг карагандинского угля марки К состава: Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике. Построить Примеры решения задач по теплотехникедиаграмму для продуктов сгорания в интервале температур горения топлива 600 … … 2000 °С. Коэффициент избытка воздуха в топке Примеры решения задач по теплотехнике = 1,3.

Решение: Теоретически необходимый объем воздуха определяем по формуле (1.27):

Примеры решения задач по теплотехнике

Объем трехатомных газов находим по формуле (1.33):

Примеры решения задач по теплотехнике

Теоретический объем азота определяем по формуле (1.32):

Примеры решения задач по теплотехнике

Теоретический объем водяных паров находим по формуле (1.35):

Примеры решения задач по теплотехнике

Энтальпию продуктов сгорания 1 кг угля при Примеры решения задач по теплотехнике = 600° С определяем по формуле (1.60):

Примеры решения задач по теплотехнике

Значения Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеи Примеры решения задач по теплотехнике при темпеатуре Примеры решения задач по теплотехнике= 600 °С взяты из табл. 1 (см. Приложение) При Примеры решения задач по теплотехнике= 1000 °С

Примеры решения задач по теплотехнике
Примеры решения задач по теплотехнике

Значения Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникепри температуре Примеры решения задач по теплотехнике= 1000 °С взяты из табл. 1 (см. Приложение). При Примеры решения задач по теплотехнике = 2000 °С

Примеры решения задач по теплотехнике

По найденным значениям энтальпий продуктов сгорании троим Примеры решения задач по теплотехникедиаграмму (рис. 1.2).

Полезное тепловыделение в топке (Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике) при сгорании 1 кг твердого, жидкого или 1 Примеры решения задач по теплотехнике газообразного топлива

Примеры решения задач по теплотехнике

где Примеры решения задач по теплотехнике — располагаемая теплота топлива, кДж/кг; Примеры решения задач по теплотехнике — теплота, вносимая в топку с поступающим холодным или горячим воздухом, кДж/кг; Примеры решения задач по теплотехнике — теплота рециркулирующих газов, кДж/кг; Примеры решения задач по теплотехнике теп-лота, вносимая в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата, кДж/кг; Примеры решения задач по теплотехнике — потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, % ;Примеры решения задач по теплотехнике — потерн теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %; Примеры решения задач по теплотехнике — потерн теплоты с физической теплотой шлака, %.

Теплота, вносимая в топку с поступающим холодным или горячим воздухом:

Примеры решения задач по теплотехнике

где Примеры решения задач по теплотехнике — коэффициент избытка воздуха в топке; Примеры решения задач по теплотехнике — присос воздуха в топке; Примеры решения задач по теплотехнике — присос воздуха в пылеприготовительной установке; Примеры решения задач по теплотехнике— теоретически необходимый объем воздуха, Примеры решения задач по теплотехнике;Примеры решения задач по теплотехникеи Примеры решения задач по теплотехнике— энтальпии горячего и холодного воздуха, кДж/кг.

Теплота рециркулнрующнх газов

Примеры решения задач по теплотехнике

где Примеры решения задач по теплотехнике — объем рециркулирующих газов, Примеры решения задач по теплотехнике; Примеры решения задач по теплотехнике — средняя объемная теплоемкость рециркулирующих газов, Примеры решения задач по теплотехнике; Примеры решения задач по теплотехнике — температура рециркулирующих газов в месте отбора, °С.

Теплота, вносимая в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата, Примеры решения задач по теплотехнике находится по формуле (2.7).

Коэффициент сохранения теплоты

Примеры решения задач по теплотехнике

где Примеры решения задач по теплотехнике — потери теплоты в окружающую среду, %.

Теоретическая температура горения топлива в топке Примеры решения задач по теплотехнике представляет собой температуру, до которой нагрелись бы продукты сгорания, если бы на их нагрев пошла вся теплота введенная в топку, за вычетом потерь теплоты химической неполноты сгорания топлива и физической теплоты шлака.

Зная полезное тепловыделение Примеры решения задач по теплотехнике в топке, теоретическую температуру горения (°С) определяют по формуле

Примеры решения задач по теплотехнике

где Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике — теоретические объемы продуктов сгорания топлива, Примеры решения задач по теплотехнике; Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике — средние объемные теплоемкости углекислоты, азота, водяных паров и воздуха, Примеры решения задач по теплотехнике

В формуле (2.35) неизвестны значения Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике. Поэтому Примеры решения задач по теплотехнике определяют с помощью Примеры решения задач по теплотехнике-диаграммы для продуктов сгорания (см. рис. 1.1): находят температуру при которой энтальпия продуктов сгорания Примеры решения задач по теплотехнике будет равна полезному тепловыделению Примеры решения задач по теплотехнике.

Температура газов (°С) на выходе из топки

Примеры решения задач по теплотехнике

где Примеры решения задач по теплотехнике — абсолютная теоретическая температура горения топлива в топке, К; М — расчетный коэффициент, зависящий от относительного местоположения максимума температуры в топке; при слоевом сжигании твердых топлив М = 0,3 … 0,5, при факельном сжигании жидких и газообразных топлив М — 0,05; Примеры решения задач по теплотехнике — условный коэффициент загрязнения лучевоспринимающнх поверхностей (для гладкотруб-ных экранов он принимается: 0,6 — при сжигании твердых топлив; 0,55 — при сжигании мазута; 0,65 — при сжигании газообразных топлив); Примеры решения задач по теплотехнике0,2 … 0,9 — степень черноты топки, Примеры решения задач по теплотехнике— лучевосприни-мающая поверхность нагрева, Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике — коэффициент сохранения теплоты;Примеры решения задач по теплотехнике— расчетный расход топлива, кг/с; Примеры решения задач по теплотехнике — средняя сум-марная теплоемкость продуктов сгорания 1 кг (1 Примеры решения задач по теплотехнике) топлива в интервале температур Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике, Примеры решения задач по теплотехнике

Лучевоспринимающая поверхность Примеры решения задач по теплотехнике нагрева топки

Примеры решения задач по теплотехнике

Возможно эта страница вам будет полезна:

Задача №3

Определить теоретическую температуру горения топлива в топке котельного агрегата, работающего: на донецком угле марки Д состава: Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике если известны температура воздуха в котельной Примеры решения задач по теплотехнике температура горячечю воздуха Примеры решения задач по теплотехнике коэффициент избытка воздуха в топке Примеры решения задач по теплотехнике=143, присос воздуха в топочной камере Примеры решения задач по теплотехнике0,05 потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива Примеры решения задач по теплотехнике— 0,5 %, потери теплоты от механического сгорания топлива Примеры решения задач по теплотехнике — 3 % и потери теплоты с фнзической. теплотой шлака Примеры решения задач по теплотехнике = 0,5 %.

Решение: Низшую теплоту сгорания рабочей массы топлива определяем но формуле (112):

Примеры решения задач по теплотехнике

Теоретически необходимый объем воздуха находим по (1.27):

Примеры решения задач по теплотехнике

Теплоту, вносимую в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата, определяем по формуле (2.7):

Примеры решения задач по теплотехнике

Располагаемую теплоту находим по формуле (2.3):

Примеры решения задач по теплотехнике

Теплоту, вносимую в топку с воздухом, определяем по (2.32):

Примеры решения задач по теплотехнике

Значения энтальпий Примеры решения задач по теплотехникеи Примеры решения задач по теплотехнике. находим по табл. 1 (см. Приложение).

Полезное тепловыделение в топке находим по формуле (2.31):

Примеры решения задач по теплотехнике

Зная полезное тепловыделение в топке, определяем теоретическую температуру горения с помощью Примеры решения задач по теплотехникедиаграммы. Для этого задаем два значения температуры газов (1400 и 2000 °С) и вычисляем для них энтальпии продуктов сгорания.

Объем трехатомных газов определяем по формуле (1.33):

Примеры решения задач по теплотехнике

Теоретический объем азота находим по формуле (1.32):

Примеры решения задач по теплотехнике

Теоретический объем водяных паров определяем по формуле (1.35):

Примеры решения задач по теплотехнике

Энтальпию продуктов сгорания при Примеры решения задач по теплотехнике = 1 и Примеры решения задач по теплотехнике= 1400 °С находим по формуле (1.61):

Примеры решения задач по теплотехнике
Примеры решения задач по теплотехнике

Значения энтальпий Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеиПримеры решения задач по теплотехнике находим по табл. 1 (см. Приложение).

Энтальпию воздуха при Примеры решения задач по теплотехнике и Примеры решения задач по теплотехнике определяем по (1.62):Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике Примеры решения задач по теплотехнике. Энтальпию Примеры решения задач по теплотехникенаходим по табл. 1 (см. Приложение) Энтальпию продуктов сгорания находим по формуле (1.60):

при Примеры решения задач по теплотехнике

Примеры решения задач по теплотехнике

при Примеры решения задач по теплотехнике

Примеры решения задач по теплотехнике

По найденным значениям энтальпий продуктов сгорания строим Примеры решения задач по теплотехнике-диаграмму (рис. 2.1).

С помощью диаграммы по полезному тепловыделению в топке Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике кДж/кг находим теоретическую температуру горения Примеры решения задач по теплотехнике = 1820 °С.

Возможно эта страница вам будет полезна:

Методические указания по теплотехнике

Задача №4

Определить, на сколько изменится теоретическая температура горения в топке котельного агрегата за счет подачи к горелкам предварительно подогретого воздуха, если известны температура воздуха в котельной Примеры решения задач по теплотехнике = 30 °С, температура горячего воздуха Примеры решения задач по теплотехнике коэффициент избытка воздуха в топке Примеры решения задач по теплотехнике присос воздуха в топочной камере Примеры решения задач по теплотехнике и потерн теплоты от химической неполноты сгорания топлива Примеры решения задач по теплотехнике Котельный агрегат работает на природном газе Ставропольского месторождения состава:Примеры решения задач по теплотехнике= 0,2 %; Примеры решения задач по теплотехнике = 98,2 %; Примеры решения задач по теплотехнике = 0,4 % Примеры решения задач по теплотехнике 0,1 %;Примеры решения задач по теплотехнике = 0,1 %; Примеры решения задач по теплотехнике = 1,0 %.

Решение: Низшую теплоту сгорания рабочей массы определяем по формуле (1.13):

Примеры решения задач по теплотехнике

Теоретически необходимый объем воздуха находим по (1.28):

Примеры решения задач по теплотехнике

Теплоту, вносимую в топку воздухом, подогретым вне котлоагрегата, определяем по формуле (2.7):

Примеры решения задач по теплотехнике

Располагаемую теплоту находим по формуле (2.3):

Примеры решения задач по теплотехнике

Теплоту, вносимую в топку с воздухом, — по формуле (2.32):

Примеры решения задач по теплотехнике

Значения энтальпий Примеры решения задач по теплотехнике и Примеры решения задач по теплотехнике находим по табл. 1 .

Полезное тепловыделение в топке при подаче к горелкам подогретого воздуха находим по формуле (2.31):

Примеры решения задач по теплотехнике

Полезное тепловыделение в топке при подаче к горелкам воздуха без предварительного подогрева определяем, пользуясь формулой (2.31):

Примеры решения задач по теплотехнике

Зная полезные тепловыделения в топке, находим теоретические температуры горения с помощьюПримеры решения задач по теплотехнике-диаграммы.

Для этого задаем два значения температуры газов (1400 и 2000 °С) и вычисляем для них энтальпии продуктов сгорания.

Объем трехатомных газов находим по формуле (1.39):

Примеры решения задач по теплотехнике

Теоретический объем азота определяем по формуле (1.38):

Примеры решения задач по теплотехнике

Теоретический объем водяных паров находим по формуле (1.41):

Примеры решения задач по теплотехнике

Энтальпию продуктов сгорания при aT — 1 и 0Г —= 1400 °С определяем по формуле (1.61):

Примеры решения задач по теплотехнике

Энтальпию воздуха при Примеры решения задач по теплотехнике и Примеры решения задач по теплотехнике = 1400 °С находим по (1.62):

Примеры решения задач по теплотехнике

Энтальпию продуктов сгорания находим по формуле (1.60):

при Примеры решения задач по теплотехнике = 1400 °С. Кстати готовые на продажу задачи тут, и там же теория из учебников может быть вам поможет она.

Примеры решения задач по теплотехнике

приПримеры решения задач по теплотехнике = 2000 °С

Примеры решения задач по теплотехнике

По найденным значениям энтальпий продуктов сгорания строим Примеры решения задач по теплотехнике-диаграмму (рис. 2.2).

Примеры решения задач по теплотехнике

С помощью диаграммы полезным тепловыделениям в топке Примеры решения задач по теплотехнике= 38 746 Примеры решения задач по теплотехникеи Примеры решения задач по теплотехнике =35 721 Примеры решения задач по теплотехникенаходим теоретические температуры горения: Примеры решения задач по теплотехнике = 1950 °С;

Теоретическая температура горения в топке котлоагрегата за счет подачи к горелкам подогретого воздуха изменится на Примеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехникеПримеры решения задач по теплотехнике