<каталог
Таблица 1. Задания по вариантам (строка - предпоследняя цифра, столбец - последняя цифра варианта)
|
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
|
0
|
1, 22
|
2, 23
|
3, 24
|
4, 25
|
5, 26
|
6, 27
|
7, 28
|
8, 29
|
9, 30
|
10, 22
|
|
1
|
11, 23
|
12, 24
|
13, 25
|
14, 26
|
15, 27
|
16, 28
|
17, 29
|
18, 30
|
19, 22
|
20, 23
|
|
2
|
21, 24
|
1, 25
|
2, 26
|
3, 27
|
4, 28
|
5, 29
|
6, 30
|
7, 22
|
8, 23
|
9, 24
|
|
3
|
10, 25
|
11, 26
|
12, 27
|
13, 28
|
14, 29
|
15, 30
|
16, 22
|
17, 23
|
18, 24
|
19, 25
|
|
4
|
20, 26
|
21, 27
|
1, 28
|
2, 29
|
3, 30
|
4, 22
|
5, 23
|
6, 24
|
7, 25
|
8, 26
|
|
5
|
9, 27
|
10, 28
|
11, 29
|
12, 30
|
13, 22
|
14, 23
|
15, 24
|
16, 25
|
17, 26
|
18,27
|
|
6
|
19, 28
|
20, 29
|
21, 30
|
1, 23
|
2, 24
|
3, 25
|
4, 26
|
5, 27
|
6, 28
|
7, 29
|
|
7
|
8, 30
|
9, 22
|
10, 23
|
11, 24
|
12, 25
|
13, 26
|
14, 27
|
15, 28
|
16, 29
|
17, 30
|
|
8
|
1, 24
|
2, 25
|
3, 26
|
4, 27
|
5, 28
|
6, 29
|
7, 30
|
8, 22
|
9, 23
|
10, 24
|
|
9
|
11, 25
|
12, 26
|
13, 27
|
14, 28
|
15, 29
|
16, 30
|
17, 22
|
18, 23
|
19, 24
|
20, 25
|
Условия задач
Задача 1. Рассчитать и по полученным данным построить график изменения коэффициента работоспособности теплоты τq в зависимости от температуры Т в интервале от ∞ до 0 К. За температуру окружающей среды Тос принять 293К. Для расчета целесообразно задаться следующими значениями Т = 106; 105; 103; 5 · 103; 3 · 103; 800; 600; 400; 200; 150; 100; 50; 30; 10; 5; 3; 2; 1; 0,1К.
Задача 2. Определить, во сколько раз удельная эксергия холода, полученного при нормальной температуре кипения (температура кипения при атмосферном давлении) жидкого гелия, больше удельной эксергии холода, полученного при нормальной температуре: а) жидкого водорода; б) жидкого кислорода; в) жидкого аммиака.
Задача 3. Определить температурные границы между зонами кондиционирования, холодильной техники, криогенной техники и ультранизких температур, если значения эксергетических температурных функций соответственно равны: τc=τq= 0,1; -1,44; -100. Температура окружающей среды Тос = 293К.
Задача 4. Составить тепловой и эксергетический балансы системы, производящей холод при температуре tи = -20°С в количестве Q0 = 25 кВт, и определить ее КПД, если известно, что потребляемая мощность N = 12,5 кВт. Из системы отводится энергия Qк в виде тепла с коэффициентом работоспособности τq = 0,032.
Задача 5. Определить, каким образом и насколько изменится удельная эксергия хладагента R-12, который при давлении Р = 0,15 МПа в испарителе холодильной установки переходит из жидкого состояния в состояние сухого насыщенного пара.
Задача 6. Определить, какое количество эксергии (работы) надо подвести к воздуху в идеальном процессе, чтобы при давлении Р = 0,5 МПа перевести его из газообразного состояния при Т = 293К в двухфазное состояние пар – жидкость с содержанием 80% (х=0,2) жидкости.
Задача 7. Определить, во сколько раз уменьшится работа в идеальном теплонасосном цикле, производящем тепло на уровне 80°С (температура tк), если температура хладоносителя (Тн) изменяется с 293 до 303К.
Задача 8. Определить зависимость темпа изменения удельного расхода работы (эксергии) в идеальных холодильных установках ∆эн/∆Тн =Тос/Тн2 при следующих значениях температуры хладоносителя Тн = 293; 253; 213; 173; 133; 93; 13; 8; 3; 2; 1; 0,1 К, Tос = 293К.
Задача 9. Определить отношения изменения удельного расхода эксергии в идеальных холодильных установках (при Тв = idem) на каждые 3 К уменьшения Тн в интервалах температур: а)8-5К; б)13-10К: в) 93-90К; г) 173-170К, к изменению в интервале 253-250К.
Задача 10. Определить характер и ошибку при подсчете коэффициента работоспособности холода при неизотермическом отводе тепла, если действительный процесс заменяется линейным (рис.1) при следующих условиях: а) Тн1 = 90 К; Тн2 = 80К; б) Тн1 = 30К; Тн2 = 20 К; в) Тн1 = 14К; Тн2 = 4К. Во всех трех случаях принять Тос = 293К. Где Тн1 и Тн2 – температуры хладоносителя на входе и выходе испарителя.
Задача 11. Определить характер и ошибку при подсчете коэффициента работоспособности холода при неизотермическом отводе тепла, если действительный процесс заменяется линейным при следующих условиях ( рис. 4.1): а) Тн1 = 260 К; Тн2 = 200 К; б) Тн1 = 260 К, Тн2 = 140 К; в) Тн1 = 260 К; Тн2 = 80 К. Температура окружающей среды Тос=293К.
Задача 12. Определить характер и ошибку при подсчете коэффициента работоспособности тепла при его неизотермическом подводе, если действительный процесс (рис. 4.1) заменяется на линейный (штриховая линия). Принять Тв2 = 280К и Tв1 = 380К.
Задача 13. Определить тепловую нагрузку охладителя компрессионной холодильной установки с рабочим агентом R-12. Расчетная холодопроизводительность Q0 = 100000 ккал/ч = 116,3 кВт; температура испарения tи =- 10°С; температура конденсации tk = 40 °С; хладагент понижает свою температуру в охладителе на Δtп = 30°С.
Задача 14. Определить тепловую нагрузку охладителя аммиачной компрессионной холодильной установки. Расчетная холодопроизводительность Q0 = 30 000 ккал/ч = 34,9 кВт; давление в испарителе Ри =0,8 МПа, давление в конденсаторе Рк = 1,8 МПа; хладагент в охладителе понижает свою температуру на Δtп =15°С.
Задача 15. Определить удельный расход электроэнергии на выработку единицы холода, холодильный коэффициент и эксергетический КПД компрессионной установки холодопроизводительностью Q0 = 3000 ккал/ч = 3,45 кВт. Холод производится при tи =-30оС; мощность компрессора Nк =1,8 кВт. Внутренний адиабатный и электромеханический КПД компрессора соответственно равны ηi=0,8 и ηэм= 0,85.
Задача 16. Температура низкотемпературного теплоотдатчика в компрессионной теплонасосной установке tи= -5°С, температура конденсации tk = 80°С; КПД установки ηтн = 0,45. Определить коэффициент трансформации и удельный расход электроэнергии на единицу полученного тепла.
Задача 17. Построить график зависимости холодильного коэффициента и эксергетического КПД парожидкостной компрессионной установки от температуры испарения tи холодильного агента R-12. Диапазон tи от 10 до -40°С (шаг изменения tи принять 10°С). Внутренний адиабатный и электромеханический КПД компрессора равны ηi= 0,8 и ηэм = 0,9; Tос = 293К.
Задача 18. Рассчитать и построить график зависимости эксергетического КПД и холодильного коэффициента паровой компрессионной установки от температуры конденсации tk. Принять tи = tн = -20оС. Внутренний адиабатный и электромеханический КПД компрессора равны ηi = 0,8 и ηэм= 0,9. Холодильный агент – хладон R-12. Диапазон по tк принять от 22 до 52 °С с шагом 5°С. Температура окружающей среды 293К.
Задача 19. Определить экономию топлива при использовании для отопления теплонасосной установки вместо котельной. Тепловая нагрузка Qк=5000 кВт. Коэффициент трансформации тепла в установке φ=4. КПД электросетей ηс= 0,95 и котельной ηк = 0,8.
Задача 20. Определить экономию топлива при использовании для отопления теплонасосной установки по сравнению с теплоснабжением от ТЭЦ при тепловой нагрузке Qк =10 Гкал/ч=41,9 ГДж/ч. Коэффициент трансформации тепла φ= 9. Удельный расход топлива на ТЭЦ на выработку тепла b=53 кг.у.т/Гкал = 12,7 кг у.т/ГДж. Удельный расход условного топлива на выработку 1 кВт∙час электрической энергии составляет bэ = 0,350 кг.у.т/кВт∙час.
Задача 21. При каком значении коэффициента трансформации тепла теплонасосной установки будет равноэкономичной работа ТНУ и ТЭЦ? Для отопления используется теплонасосная установка при тепловой нагрузке Q1 =10 Гкал/ч=41,9 ГДж/ч. Коэффициент трансформации тепла φ= 9. Удельный расход топлива на ТЭЦ на выработку тепла b=53 кг у.т/Гкал = 12,7 кг у.т/ГДж. Удельный расход условного топлива на выработку 1 кВт∙час электрической энергии составляет bэ = 0,350 кг.у.т/кВт∙час.
Задача 22. Рассчитать схему одноступенчатой компрессионной холодильной установки, определив параметры в характерных точках цикла, тепловые нагрузки аппаратов, мощность компрессора, холодильный коэффициент, эксергетический КПД, потери эксергии в отдельных элементах установки. Расчетная холодопроизводительность Q0 =11,6 кВт, температура рассола на входе в испаритель tн1= –10°С и на выходе из него tн2 = –17 °С; температура охлаждающей воды на входе в конденсатор tв1 = 20°С и на выходе из него tв2 = 30°С; холодильный агент – аммиак; установка работает без охладителя. Конечные разности температур в испарителе Δtи = 3°С и в конденсаторе Δtк = 5°С. Внутренний адиабатный и электромеханический КПД компрессора равны соответственно ηi= 0,8 и ηэм=0,9.
Задача 23. Рассчитать схему одноступенчатой холодильной компрессионной установки с охладителем перед регулирующим вентилем, определив параметры в характерных точках цикла, тепловые нагрузки аппаратов, мощность компрессора, холодильный коэффициент, эксергетический КПД, потери эксергии в отдельных элементах установки. Исходные данные для расчета: хладагент – аммиак; холодопроизводительность Q0 = 1160 кВт; температура хладоносителя на входе в испаритель tн1= –18°С и на выходе из него tн2 = –26 °С; температура охлаждающей воды на входе в конденсатор tв1= 20°С и на выходе из него tв2= 29°С. В охладитель подается артезианская вода с температурой на входе tпо = 10°С Минимальная разность температур в испарителе Δtи = 4°С и в конденсаторе Δtk = 6°С, конечная минимальная разность температур в охладителе Δtпо = 5 °С. Внутренний адиабатный и электромеханический КПД компрессора равны соответственно ηi= 0,8; ηэм= 0,9.
Задача 24. Рассчитать схему одноступенчатой компрессионной холодильной установки, определив параметры в характерных точках цикла, тепловые нагрузки аппаратов, мощность компрессора, холодильный коэффициент, эксергетический КПД, потери эксергии в отдельных элементах установки. Расчетная холодопроизводительность Q0= 21 кВт; температура охлаждаемого воздуха на входе в испаритель tн1 = –15°С и на выходе из него tн2 = – 22°С; температура охлаждающей воды на входе в конденсатор tв1 = 20°С и на выходе из него tв2 = 25°С. Холодильный агент – хладон R-12. Конечная разность температур в испарителе Δtи =3°С и в конденсаторе Δtк=5°С. Внутренний адиабатный и электромеханический КПД компрессора соответственно равны ηi= 0,8 и ηэм =0,9.
Задача 25. Рассчитать схему одноступенчатой компрессионной холодильной установки с охладителем, определив параметры в характерных точках цикла, тепловые нагрузки аппаратов, мощность компрессора, холодильный коэффициент, эксергетический КПД, потери эксергии в отдельных элементах установки. Исходные данные для расчета: холодопроизводительность Q0=800 кВт; температура хладоносителя на входе в испаритель tн1 = –15°С и на выходе из него tн2 = –23°С; температура охлаждающей воды на входе в конденсатор tв1 = 16°С и на выходе из него tв2=25°С; холодильный агент – аммиак. В охладитель подается артезианская вода при начальной температуре tпо = 8°С. Конечная разность температур в конденсаторе Δtk = 5°С, в испарителе Δtи= 3°С и в охладителе Δtпо = 15°С. Внутренний адиабатный и электромеханический КПД компрессора равны ηi = 0,88 и ηэм= 0,9.
Задача 26. Одноступенчатый компрессионный тепловой насос имеет теплопроизводительность Qк= 70 кВт. В качестве источника тепла низкого потенциала используется речная вода с температурой на входе в испаритель tн1 = 6°С и на выходе из него tн2 = 1 °С. Температура сетевой воды на входе в охладитель tпо = 30°С, а на выходе из конденсатора tв2 = 75 °С. Конечная разность температур в испарителе Δtи = 3°С, в конденсаторе Δtк = 5 °С и в охладителе Δtпо = 7°С. Рабочий агент R-21. Внутренний адиабатный и электромеханический КПД компрессора равны соответственно ηi =0,8 и ηэм = 0,9. Определить тепловые нагрузки аппаратов, мощность компрессора, удельный расход энергии, коэффициент трансформации, эксергетический КПД установки и потери эксергии в отдельных ее элементах.
Задача 27. Одноступенчатая компрессионная теплонасосная установка, работающая на R-21 имеет теплопроизводительность Qк = 106 ккал/ч = 1163 кВт. В испаритель установки подается речная вода с температурой tн1 =8°С, а выходит из испарителя с tн2 = 2°С. Температура теплоносителя на входе в охладитель tв1 = 40°С и на выходе из него tв2 = 70°С. Конечная разность температур в испарителе Δtи = 4°С, в конденсаторе Δtк = 5 °С и в охладителе Δtпо = 10°С. Внутренний адиабатный и электромеханический КПД компрессора равны соответственно ηi= 0,78 и ηэм=0,9. Определить тепловые нагрузки аппаратов, мощность компрессора, удельный расход энергии, коэффициент трансформации энергии, эксергетический КПД и потери эксергии в отдельных ее элементах.
Задача 28. Определить коэффициент трансформации, затраты энергии, экономию топлива и потери эксергии в отдельных элементах при использовании теплонасосной установки для теплично-парникового хозяйства. В качестве источника теплоты низкого потенциала используется вода с tн = 25°С, сбрасываемая промпредприятием. Тепловая нагрузка Qк =7,17 Гкал/ч (30 гДж/ч) =8337 кВт при tв=70° С. Число часов использования установки 5500. Хладагент R-21. Минимальная разность температур в конденсаторе Δtк = 5°С. Температура хладагента после охладителя tпо= 45°С и в испарителе tи =7°С. Минимальная разность температур в испарителе Δtи = 8°С. Перегрев хладагента в испарителе (перед компрессором) составляет Δt = 5°С.
Задача 29. Определить коэффициент трансформации и мощность электропривода теплонасосной установки, потери эксергии в отдельных ее элементах с теплопроизводительностью Qк = 46,5 кВт. Хладагент R-21. Температура испарения хладагента tи = 2,5°С. Перегрева фреона перед компрессором нет. Температура конденсации tк = 75 °С. Температура хладона после охладителя 45°С. Внутренний адиабатный и электромеханический КПД компрессора равен соответственно ηi= 0,8 и ηэм = 0,9.
Задача 30. Рассчитать схему аммиачной одноступенчатой компрессионной холодильной установки для следующих условий: холодопроизводительность Q0 = 17,45 кВт; температура хладоносителя на входе в испаритель tн1 = –15°С, температура на выходе из испарителя tн2 = –22°С; температура охлаждающей воды на входе в конденсатор tв1 =20°С, на выходе из конденсатора tв2 =25 °С. Установка работает без охладителя. Минимальная разность температур в испарителе ∆tи = 3оС минимальная разность температур в конденсаторе Δtk = 50С. Электромеханический и внутренний КПД компрессора соответственно ηэм = 0,9 и ηi= 0,8
Определить параметры в характерных точках цикла, тепловые нагрузки аппаратов, мощность компрессора, холодильный коэффициент и эксергетический КПД установки и потери эксергии в отдельных ее элементах.
Автор страницы: admin
