2018-02-14
253
Задания на домашнюю контрольную работу разработаны на 10 вариантов и включают решение двух задач и ответ на два теоретических вопроса согласно последней цифре шифра студентов.
Задача 1
Обмуровка парового котла состоит из двух слоев: шамотного кирпича толщиной 
1 , и красного кирпича толщиной 2 . Определить, какое количество теплоты непроизвольно теряется в окружающую среду с одного квадратного метра обмуровки, если температура пара в котле t1 и температура окружающего воздуха t2 . Данные для своего варианта взять из таблицы 1.
Таблица 1
| Величина | Последняя цифра шифра | |||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 1 мм
| 300 | 250 | 160 | 200 | 180 | 250 | 220 | 210 | 240 | 230 |
| 2 мм
| 150 | 200 | 350 | 260 | 200 | 200 | 170 | 150 | 210 | 220 |
| t10 C | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 |
| T20 C | 30 | 28 | 26 | 24 | 25 | 22 | 20 | 18 | 23 | 29 |
Рекомендации
В котлах передача теплоты от горячей жидкости (пара) окружающему воздуху происходит одновременно конвекцией и теплопроводностью, т.е. происходит сложный теплообмен. Он в данном случае осуществляется:
|
|
|
- конвективно - на границе горячая жидкость-внутренняя поверхность обмуровки котла;
- теплопроводностью при распространении теплоты через 2-х слойную обмуровку котла;
- конвективно – на границе обмуровки и окружающего воздуха.
Поток теплоты:
Q = k S (T1 – T2) Bm (1)
Где S, м2 - поверхность обмуровки парового котла;
Т1 , к – температура горячей жидкости (пара);
Т2 , к - температура окружающего воздуха;
К = 
- коэффициент теплопередачи (2)
Где α1 и α 2 - коэффициент теплоотдачи на границе горячая жидкость - обмуровка и н а границе обмуровка - окружающий воздух..
1 и 2 - толщина слоев обмуровки котла.
1 и 2 - коэффициент теплопроводности материалов обмуровки котла.
α и - берутся из справочника, таблица 2 и 3
Таблица 2 Коэффициент теплоотдачи, 
| Естественная конвекция газов | 5,8 – 34,7 |
| Движение газов в трубах или между ними | 11,6 – 116 |
| Движение водяного пара в трубах | 116 – 2320 |
| Естественная конвекция воды | 116 – 1160 |
| Движение воды по трубам | 575 – 11600 |
| Кипение воды | 2320 – 11600 |
| Конденсация пара | 4650 – 17500 |
Таблица 3 - Коэффициент теплопроводности
| Материал | Вт / (м К) | ||
| Металлы: | |||
| Серебро | 410 | ||
| Медь | 380 | ||
| Сталь легированная | 17 – 45 | ||
| Сталь углеродистая и чугун | 45 – 60 | ||
| Алюминий | 200 – 230 | ||
| Латунь | 100 | ||
| Строительные материалы: | |||
| Продолжение таблицы-3 |
| ||
| Бетон | 1,3 | ||
| Кирпичная кладка | 0,25 | ||
| Кладка бутовая | 1,3 | ||
| Шамотный кирпич | 0,14 – 0,18 | ||
| Карборундовый кирпич | 11,0 | ||
| Стекло обыкновенное | 0,75 | ||
| Штукатурка | 0,7 – 0,9 | ||
| Дерево (вдоль волокна) | 0,35 – 0,7 | ||
| Песок речной сухой | 3 – 0,4 | ||
| Изолирующие материалы
| |||
| Асбест | 0,10 – 0,2 | ||
| Кизельгуровая масса | 0,006 – 6,02 | ||
| Плита из пробки, войлока, торфа | 0,04 – 0,12 | ||
| Опилки | 0,07 | ||
| Различные твердые материалы | |||
| Котельная накипь | 0,7 – 2,3 | ||
| Уголь | 0,12 – 0,2 | ||
| Шлак котельный | 0,3 | ||
| Снег: | |||
| Свежевыпавший | 0,1 | ||
| Уплотненный | 0,5 | ||
Задача 2
Вычислить подачу Q, напор Н и потребляемую мощность N радиально-поршневого роторного насоса, если эксцентриситет 
, диаметр поршней d, число поршней Z, частота вращения вала n = 25 c-1 , давление нагнетания p = 6,3 МПа. Объемный и полный КПД насоса соответственно 
0 = 0,95 и = 0,85. Рабочая жидкость И – 20А. Исходные данные приведены в таблице 4. Решить задачу для двух значений 1 и 2 и сделать вывод о характере влияния эксцентриситета.
Таблица 4
| Величина | Последняя цифра шифра | |||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| d cм | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 1 | 1 |
| Z | 9 | 11 | 9 | 11 | 7 | 7 | 9 | 11 | 13 | 15 |
| 1 cм
| 3 | 2 | 4 | 4 | 4 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 |
| 2 см
| 2 | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 | 2 | 4 | 3 | 4 |
Рекомендации:
1 Рассчитайте величину рабочего объема насоса по формуле, подставив исходные данные
V0 = 
(4)
2 Рассчитать подачу насоса (производительность)
Q = V0 n 0 (cм3 /с) (5)
Где: V0 - рабочий объем насоса (см3)
n - частота вращения вала (с-1 )
0 - объемный КПД насоса
3 Напор, развиваемый насосом, определяется из формулы
P = 
gH (Па) (6)
Где: Р - развиваемое насосом давление нагнетания (Па);
- плотность рабочей жидкости, выбираемой по таблице 5;
g = 9,8 м/с2
Таблица 5
| Тип рабочей жидкости | Плотность кг/м3 | Модуль упругости Е, МПа | Кинематическая вязкость при 500 С мм2 /с | Температура, 0 С | |
| вспышки | застывание | ||||
| Минеральные масла: | |||||
| Индустриальные: И – 12А И – 20А И – 30А И – 50А | 901 901 901 901 | 1350 1427 1500 1530 | 10 –14 17 – 23 28 – 33 47 – 55 | 165 180 190 200 | -30 -15 -15 -20 |
| Авиационное АМГ - 10 | 851 | 1350 | 10 | 92 | -70 |
| Мобильное МГЕ – 4А | 830 | 1300 | 3,6-4 | 94 | -70 |
| Турбинные: Тп – 22 Тп – 30 | 900 900 | 1780 2000 | 20 – 23 28 – 32 | 186 190 | -15 -10 |
| Синтетические: 7-50С-3 НГЖ – 4 П20 | 930 - 1145 | 1070 - 2000 | 10 9 17 – 23 | 180 165 Самовоспламенение 420 | -70 -55 -10 |
