|
Вопрос 51. Обобщенные уравнения теплопередачи при переменных температурах.
________________________________________________________
Вопрос 52. Последовательность расчета теплообменных аппаратов первого рода.Расчёт первого рода (конструктивный).
Дано: вид теплоносителя, температура теплоносителей на входе и выходе из теплообменного аппарата, расходы теплоносителей.
Найти: тепловую мощность и площадь поверхности теплообменного аппарата, с дальнейшим конструированием нового или выбором стандартного аппарата.В основу теплового расчета рекуперативных ТА положены: уравнение теплового баланса и обобщенное уравнение теплопередачи при переменных температурах
 
На первом этапе определяется мощность теплообменного аппарата из теплового баланса.
Рассчитывается коэффициент теплопередачи k
коэффициенты теплоотдачи, а также значения термических сопротивлений загрязнений и стенки теплообменной трубы находятся по справочной литературе.
Конструируемый или выбираемый стандартный теплообменный аппарат способен обеспечить заданные температурные режимы теплоносителей, если его индекс противоточности при заданных температурных режимах и
водяных эквивалентах теплоносителей больше или равен минимальному индексу противоточности p min
Определяется средняя разность температур выбранной схемы
определяется расчетная площадь поверхности теплообмена
 Затем оцениваются площади проходных сечений трубного и межтрубного пространства (при условии достижения оптимальных скоростей движения теплоносителей)  . На базе полученных расчетных значениях площади теплообмена и проходных сечений либо определяются расчетным путем геометрические характеристики теплообменного аппарата (число ходов, диаметр, длина, количество, схема расположения трубок, число сегментных перегородок и т. д.) либо из каталога выбирается стандартный теплообменный аппарат.
Вопрос 53. Последовательность расчета теплообменных аппаратов второго рода.
Цель расчёта: проверка соответствия выбранного стандартного или сконструированного ТА с требуемой тепловой мощностью и обеспечением температур теплоносителей.
Действительная тепловая мощность ТА определяется по формуле Белоконя:  , где FTA-площадь поверхности стандартного или сконструированного ТА
Значение коэффициента теплопередачи k рассчитывается по формуле:
 , а коэффициенты теплоотдачи рассчитываются по критериальным уравнениям.
Действительные характеристики теплоносителей (t1, t2, x1, x2) на выходе из ТА определяются из теплового баланса.
________________________________________________________
Вопрос 54. Круговые процессы. КПД и холодильный эффект.
Обратимые процессы - такие процессы, при совершении которых в прямом и обратном направлении термодинамическая система возвращается в исходное состояние, а в окружающей среде не происходит никаких изменений. При необратимых (реальных) процессах система не возвращается в исходное состояние при совершении обратного процесса.
Круговые процессы или циклы - непрерывная последовательность термодинамических процессов, в результате которых рабочее тело возвращается в исходное состояние.
Прямой термодинамический цикл - цикл, в котором к рабочему телу подводится большее количество теплоты при большей температуре и отводится меньшее количество теплоты при более низкой температуре, разность же этих теплот равна совершённой работе.
Обратный термодинамический цикл - цикл, в котором к рабочему телу подводится меньшее количество теплоты и при меньшей температуре, а отводится большее количество теплоты при более высокой температуре, разность же этих теплот равна затраченной работе.
Круговые процессы в тепловых машинах периодически повторяются. Два класса тепловых машин - тепловые двигатели и холодильные машины.
Коэффициент полезного действия - качественная характеристика тепловых двигателей. Определяется как отношение полученной работы L* к затраченному количеству теплоты Q1*
Холодильный коэффициент - качественная характеристика холодильных машин. Определяется как отношение количества теплоты, отведенной от охлаждаемой системы Q2* к количеству подведённой извне работы L*
_____________________________________________________________________
 Вопрос 55. Обратимый цикл Карно, прямой и обратный процесс. Теорема Карно
Цикл Карно - обратимый цикл тепловых машин, осуществляемый между двумя источниками постоянных температур - нагревателем T1 и холодильником T2. В качестве рабочего тела в цикле используется идеальный газ. На всех стадиях цикла количество газа не меняется. Прямой процесс цикла Карно.
В процессе 1-2 к рабочему телу с температурой T1 подводится теплота от горячего источника, имеющего тоже температуру T1. Рабочее тело расширяется, совершая полезную работу, например, перемещая поршень машины из точки 1 в точку 2. При этом теплота подводится так, что температура газа на участке 1-2 все время остается неизменной, несмотря на увеличение объема и снижение давления (процесс изотермический с подводом удельного количества теплоты q1). В точке 2 подвод теплоты прекращается и дальнейшее расширение газа осуществляется уже по адиабате 2-3. Так как на участке 2-3 нет подвода теплоты к рабочему телу, то при расширении его температура уменьшается до температуры T2, равной температуре холодного источника. В точке 3 тепловая изоляция рабочего тела прекращается и рабочее тело начинает сжиматься по линии 3-4 таким образом, что его температура остаётся неизменной за счёт отвода теплоты к холодному источнику, т.е. сжатие газа происходит по изотерме 3-4. После того как газ придёт в состояние 4, отвод теплоты прекращается и дальнейшее сжатие происходит уже по адиабате 4-1 с повышением температуры до T1. Цикл замыкается в точке 1 и повторяется снова.
Обратный процесс: каких-либо потерь в процессах цикла здесь нет, т.е. цикл считается обратимым. По этому циклу газ сначала расширяется по адиабате 1-4, производя полезную работу, при этом температура газа снижается. Затем на участке 4-3 происходит изотермическое расширение (Т2=const), в процессе которого газ отбирает теплоту от холодного источника. Далее за счёт работы, подводимой извне, осуществляется процесс адиабатного сжатия по линии 3-2 с повышением температуры газа до T1. Дальнейшее сжатие осуществляется по изотерме Т1 с отводом теплоты к горячему источнику температур. Цикл замыкается в точке 1.
 - КПД цикла Карно
 - холодильный эффект цикла Карно
Теорема Карно: термический КПД любого обратимого цикла теплового двигателя не зависит ни от природы рабочего тела, ни от вида цикла, а зависит исключительно от отношения абсолютных температур нагревателя T1 и холодильника T2.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
