Контрольная задача № 3 (стр. 3 )

t1, – температуры воздуха на входе в калорифер, оС;

t2, – температура воздуха на выходе из калорифера, оС;

t3 – температура воздуха на выходе из сушильной камеры, оС;

Рп1 – парциальное давление водяного пара во влажном воздухе (мм рт. ст) на входе в калорифер;

j1 – относительная влажность воздуха на входе в калорифер;

j3 – относительная влажность воздуха на выходе из сушильной камеры;

tс1, tм1 – показания психрометра по сухому и мокрому термометрам для воздуха, поступающего в калорифер;

tр1 – температура точки росы для воздуха, поступающего в калорифер.

Теоретические основы

Влажный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара.

Влажный воздух называют ненасыщенным, если водяной пар находится в нем в перегретом состоянии, и насыщенным, если водяной пар в воздухе сухой насыщенный. Бывает пересыщенный влажный воздух, когда в нем кроме водяного пара присутствует капельная влага.

Состояние влажного воздуха характеризуется абсолютной влажностью, относительной влажностью и влагосодержанием.

Абсолютной влажностью воздуха называется массовое количество водяного пара в 1 м3 влажного воздуха (rп, кг/м3). Численное значение абсолютной влажности воздуха равно плотности водяного пара, содержащегося в воздухе, т. е. r = 1/v, где v = f (Рп, t).

Относительная влажность воздуха (j) есть отношение абсолютной влажности воздуха (rп) к максимально возможной влажности при той же температуре, равной абсолютной влажности насыщенного воздуха (r" = 1/v", где v" = f (t = tн):

,

где Рн – парциальное давление насыщенного водяного пара при температуре влажного воздуха.

Температуру, при которой достигается состояние насыщения водяного пара при заданном парциальном давлении, называют температурой точки росы tр = tн = f(Pп). Снижение температуры ниже этой температуры приведет к образованию капельной влаги во влажном воздухе.

Влагосодержание пара определяется отношением массы пара к массе сухого воздуха:

,

где Р – общее (атмосферное) давление влажного воздуха:

.

Энтальпия влажного воздуха рассчитывается на 1 кг сухого воздуха и при размерности кДж/кг с. в имеет выражение

,

где dп, dж – влагосодержание пара и жидкости (воды) в г/кг с. в;

t = ср с. в (t – 0) – энтальпия сухого воздуха при ср с. в = 1 кДж/(кг×К);

(2501 + 1,93 t) = hп – энтальпия пара, где rо = 2501 кДж/кг – удельная теплота парообразования при 0 оС и ср п = 1,93 кДж/(кг×К) – изобарная теплоемкость пара;

4,187 t = hж – энтальпия воды, где ср ж = 4,187 кДж/(кг×К) – изобарная теплоемкость воды.

Для определения величин, характеризующих состояние влажного атмосферного воздуха, используются таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара [9] и диаграмма Н, d - влажного воздуха.

Диаграмма Н, d - позволяет графически определить основные параметры атмосферного влажного воздуха и изобразить его основные процессы.

На рис. 4.1 приведена диаграмма Н, d - влажного воздуха, в которой ось абсцисс — вхагосодержание d, г/кг с. в, ось ординат — энтальпия Н, кДж/кг с. в. Все линии Н, d– диаграммы построены по расчетному выражению энтальпии Н атмосферного воздуха.

Для увеличения области ненасыщенного влажного воздуха диаграмма Н, d- строится в косоугольной системе координат с осями под углом 135о.

Линия j = 100 % соответствует насыщенному влажному воздуху, выше которой расположена область ненасыщенного влажного воздуха, а ниже — область пересыщенного влажного воздуха (область тумана).

Линии Н = const — прямые под углом 135о к оси ординат.

Изотермы — прямые линии, причем с повышением температуры увеличивается угол наклона изотермы (но очень незначительно).

На диаграмме нанесены изотермы мокрого термометра психрометра (пунктирные прямые). При j = 100 % tм = tс. в. Продолжение пунктирных линий ниже j = 100 % будет соответствовать изотермам в области тумана.

В нижней части диаграммы построена зависимость парциального давления водяного пара от влагосодержания пара Рп = f (dп). Эта зависимость дана в прямоугольной системе координат.

На рис. 4.2 в диаграмме Н, d - показаны основные процессы влажного атмосферного воздуха.

Процесс нагрева 1–2 при d = const. Количество водяного пара в воздухе остается неизменным, энтальпия и температура возрастают, а относительная влажность уменьшается j2 < j1. При нагреве воздуха затрачивается теплота

q = Н2 – Н1, кДж/кг с. в,

а потенциальная возможность воздуха по забору в себя водяного пара (испарению влаги) возрастает.

Процесс сушки 2–3 при отсутствии теплообмена воздуха с внешней средой и одинаковых температурах воздуха и содержащего влагу материала в начале процесса сушки (точка 2) протекает при постоянной энтальпии Н2 = const. Это обусловлено тем, что теплота воздуха, идущая на испарение влаги из материала по закону сохранения энергии возвращается в воздух с испаренной влагой. При этом температура воздуха уменьшается, влагосодержание пара возрастает, а энтальпия воздуха остается постоянной.

Количество испаренной влаги одним кг сухого воздуха определяется как

Dd = d3 – d2, г/кг с. в,

расход сухого воздуха на испарение 1 кг влаги определяется выражением

Gс. в = 1000/(d3 – d2) кг с. в/ кг исп. влаги.

Процесс охлаждения 1–4. Это процесс обратный нагреву. В случае если он завершается ниже j = 100 % (как на рис. 4.2), из воздуха выпадает капельная влага в количестве

dж = d1 – dн4.

Влагосодержание пара dн4 в точке 4 определяется по точке А на j = 100 %, т. к. на изотерме t4 максимальное влагосодержание пара (dн4) будет при j = 100 %. По этой же точке А определяется и парциальное давление пара Рп4, оно соответствует давлению насыщения при температуре t4.

Анкета обратной связи студент – преподаватель (элемент TQM)

№	ВОПРОСЫ	Затруд-няюсь отве­тить	Да	Нет	Ваш краткий другой ответ
1	2	3	4	5	6
1	Считаете ли Вы, что данная дисциплина необходима для получения специальности 100500 или 100700?
2	Понятен ли теоретический материал, изложенный на лекциях? Если нет, то укажите номера тем, требующих более понятного изложения.
3	Понятен ли теоретический материал, изложенный в рекомендуемой литературе? Если нет, то укажите литературу и номера тем, вызвавших у Вас затруднения.
4	Все ли понятно в данных методических указаниях для выполнения курсовой работы? Если нет, то укажите номера разделов, которые вызвали у Вас затруднения.
5	Сколько времени Вы затратили на выполнение курсовой работы (в часах)?
6	Есть ли необходимость в новых методических указаниях по выполнению курсовой работы?
7	Какие темы вызвали у Вас затруднения при самостоятельном решении задач? Можете ука­зать конкретные номера задач и литературу.
8	Сумели ли Вы на практических занятиях разобрать задачи, которые вызвали у Вас затруднения при самостоятельной подготовке?
9	Считаете ли Вы целесообразным использование тренажеров на ЭВМ при изучении основных тем дисциплины?
10	Выполнение каких лабораторных работ Вы считаете не целесообразным? Укажите номера этих работ.
11	Достаточно ли знаний, полученных в ИГЭУ в предыдущих семестрах по: а) математике, б) физике, в) химии, для освоения данной дисциплины?
1	2	3	4	5	6
12	Имеете ли Вы оценки по математике или физике в зачетке больше трех баллов?
13	Считаете ли Вы, что Ваши взаимоотношения с преподавателем имеют уровень достаточного общения для получения ответов на любые вопросы в рамках данной дисциплины?
14	Считаете ли Вы, что методический и научный уровень преподавателя достаточен для проведения занятий по данной дисциплине?
15	Какую оценку Вы получили на экзамене по данной дисциплине?
16	Считаете ли Вы, что оценка за экзамен преподавателем поставлена объективно?
17	Как Вы оцениваете свой уровень самостоятельности при сдаче экзамена (от 0 до 100%): (0% - все списал, 50% - помог преподаватель и т. д.)?
18	Какой (какие) пункт (ты) анкеты Вы считаете главным (ми) для совершенствования учебного процесса по данной дисциплине? Можете дать свои предложения по совершенствованию процесса обучения.

Господа студенты, пожалуйста, заполните анкету. Это поможет Вам и преподавателям более рационально организовать процесс обучения по данной дисциплине.

Анкета может выдаваться каждому студенту деканатом или преподавателем.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Рабочая программа дисциплины "Теоретические основы тепло–

техники" раздел "Техническая термодинамика". Часть 1 3

1.1. Содержание ГОС по дисциплине 3

1.2. Основное содержание курса "Техническая термодинамика". Часть 1 4

2. Методические указания к изучению дисциплины 11

3. Задания для выполнения курсовой работы 12

3.1. Исходные данные 12

3.2. Простой цикл ПТУ 13

3.3. Цикл ПТУ с вторичным перегревом пара 14

3.4. Цикл ПТУ с регенеративным подогревом питательной воды

в смешивающих подогревателях 15

3.5. Анализ влияния вторичного перегрева и регенерации на тепловую

экономичность ПТУ 17

3.6. Цикл ПТУ с вторичным перегревом пара и регенеративным

подогревом питательной воды 17

3.7. Цикл ПТУ с отборами пара на тепловой потребитель

и регенеративный подогрев питательной воды 19

3.8. Требования к оформлению курсовой работы 19

4. Анкета обратной связи студент - преподаватель 21

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

ЧАСТЬ 1

Программа дисциплины, методические указания и задания

для выполнения курсовой работы

для студентов заочного факультета специальностей 100500 и 100700

Составители: ЧУХИН Иван Михайлович

ЧАСТУХИНА Маргарита Ивановна

Редактор

Лицензия ЛР № 000 от 15.12.96 г.

Подписано в печать. Формат 60´841/16.

Печать плоская. Усл. печ. л.1,39. Тираж 200 экз. . Заказ.

Ивановский государственный энергетический университет

Иваново,

Типография ТУ КПК Минтопэнерго РФ

153025 Иваново, ул. Ермака, 41