Теплотехника

Контрольная работа , вариант №97 "Теплотехника" ...

При сгорании топлива вода в паровом котле нагревается до состояния пара с высоким давлением и температурой, пар подается в турбину, вращает ее вал, соединенный с валом генератора, который и генерирует электроэнергию. Отработанный в турбине пар охлаждается в конденсаторе и снова подается в котел. Такой режим называют конденсационным. В таком режиме КПД порядка 35-40 %. Более полно использовать энергию топлива можно в теплофикационном режиме, в котором часть пара из турбины отводится на подогрев сетевой воды (отопление жилых домов, горячее водоснабжение) или промышленным потребителям пара. КПД уже 60 % и более. Такой режим характерен для городских ТЭЦ, но их мощность обычно невелика и определяется как раз потребностью города в тепловой энергии.

Тепловые потоки, образующиеся при сжигании топлива – горючих газов, бензина – служат источником для производства потоков энергии, называемых работой, в частности, потоков электроэнергии на электростанциях. Эти превращения сопровождается, увы, неизбежным выбросом большей части исходного теплового потока в атмосферу.

е. количество теплоты, содержащееся в единице объема вещества с температурой Т. В такой формулировке закон Фурье означает, что плотность теплового потока пропорциональна градиенту объемной энтальпии. Коэффициент пропорциональности а называется коэффициентом температуропроводности (м2/с или м2/ч) и является характеристикой интенсивности молекулярного переноса теплоты.Теплопроводность стенок различной конфигурации при стационарном режимеСтационарная теплопроводность однослойной плоской стенки.Распределение температур по сечению стенки является линейным.В зависимости от условий теплообмена на поверхности оно имеет вид:Для граничных условий I рода (tпов = const):.При граничных условиях II рода решения не имеет.При граничных условиях III рода (задаются коэффициенты теплообмена и температура среды tср с обеих сторон пластины):Рассматриваемый процесс представляет собой процесс теплопередачи, т.е. включает конвективную теплоотдачу от среды к поверхности пластины, теплопроводность в пластине и конвективную теплоотдачу от поверхности пластины к среде.Поскольку процесс стационарный, все эти три потока равны между собой:q1 = q2 = q3 = q.Стационарная теплопроводность многослойной плоской стенкиГраничные условия I рода.По аналогии с однослойной стенкой в каждом слое распределение температур будет линейным, а тепловые потоки через слои одинаковы.В общем виде для многослойной стенки.Граничные условия III рода..Теплопроводность цилиндрической и сферической однослойной и многослойной стенки.Цилиндрическая однослойная стенкаГраничные условия I рода (заданы температуры внутренней t1 и наружной t2 стенок цилиндра).Распределение температуры по толщине стенки цилиндра (по логарифмической кривой):.Для любой цилиндрической поверхности внутри стенки с текущим радиусом r плотность теплового потока:.Цилиндрическая многослойная стенкаВ случае теплопередачи через многослойную цилиндрическую стенку для граничных условий I рода (заданы температуры внутренней и наружной поверхностей стенки t) для случая трехслойной стенки:.Граничные условия III рода. В случае теплопередачи через многослойную цилиндрическую стенку линейная плотность теплового потока определяется:24. Теплота сгорания топлива, единицы измеренияТеплота сгорания топливам - количество теплоты, выделяющейся при полном сгорании топлива. Теплота сгорания отнесённая к единице массы топлива, называется массовой, Теплота сгорания отнесённая к единице объёма, — объёмной теплотой сгорания или энергоёмкостью. Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива. Высшая теплота сгорания определяется с учётом теплоты фазовых превращений продуктов сгорания при их охлаждении до 20(°)С, низшая — без учёта этой теплоты. Например, при подсчёте низшей теплотой сгорания углеводородных топлив из количества теплоты; выделившейся при полном сгорании топлива, вычитается теплота, затрачиваемая на испарение воды, содержавшейся в топливе до сгорания и образовавшейся при сгорании. Разница между высшей и низшей теплотой сгорания нефтепродуктов составляет 5—10%. Обычно для теплотехнических расчётов и сравнительной оценки топлив пользуются низшей теплотой сгорания. Теплота сгорания определяет требуемый запас топлива на борту ЛА для выполнения полётного задания. Чем выше теплота сгорания тем меньше топлива требуется для заправки самолёта (вертолёта). Это особенно важно в тех случаях, когда трудно разместить на самолёте баки требуемой вместимости (высокоскоростные самолёты, самолёты, рассчитанные на большую дальность полёта). Фактические значения низшей массовой теплоты сгорания авиационных бензинов 43,4—43,8 МДж/кг (10350—10450 ккал/кг), реактивных топлив 43—43,4 МДж/кг (10250—10350 ккал/кг). Из горючих веществ наибольшей массовой теплотой сгорания обладает водород. Его высшая теплота сгорания 144 МДж/кг (34500 ккал/кг), низшая — 119 МДж/кг (28550 ккал/кг). Из отечественных стандартных реактивных топлив (топливо авиационное) наибольшей объёмной теплотой сгорания обладает топливо Т-6—36,1 МДж/л (8650 ккал/л). Это на 7—8% больше, чем у массового реактивного топлива ТС-1, и на 12—13% больше, чем у авиационных бензинов. Объёмная теплота сгорания реактивных топлив может быть значительно повышена введением в них порошкообразных металлов (бор, алюминий и др.). Например, при содержании в топливе типа РТ 50% бора (по массе) объёмная теплота сгорания смеси составляет 61,3 МДж/л (14650 ккал/л). Для предотвращения расслоения смесевого топлива с осаждением порошка металла в топливо должна вводиться стабилизирующая присадка, превращающая смесь в устойчивую суспензию. Разработка суспензионных топлив для авиации — перспективное направление повышения энергоёмкости топлив.Задача 1Газ в количестве G содержится в цилиндре под поршнем площадью FНачальная высота газового объема под поршнем y1 Поршень давит на газ с постоянной силой Р. При нагревании газа поршень выдвигается из цилиндра и высота газового объема под поршнем увеличивается до y2.