Методичні вказівки до практичних занять з курсу Теплотехнічні процеси та установки» розділ «Сушіння вологих матеріалів» для студентів напряму підготовки icon

Методичні вказівки до практичних занять з курсу Теплотехнічні процеси та установки» розділ «Сушіння вологих матеріалів» для студентів напряму підготовки




НазваМетодичні вказівки до практичних занять з курсу Теплотехнічні процеси та установки» розділ «Сушіння вологих матеріалів» для студентів напряму підготовки
Сторінка1/3
Дата26.05.2013
Розмір0.69 Mb.
ТипМетодичні вказівки
  1   2   3

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


2995 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до практичних занять

з курсу “Теплотехнічні процеси та установки»

розділ «Сушіння вологих матеріалів»

для студентів напряму підготовки

«Теплоенергетика»

спеціальності 7.000008 "Енергетичний менеджмент"

денної форми навчання


Суми

Сумський державний університет

2010


^ МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


До друку та в світ

дозволяю на підставі

"Єдиних правил", п. 2.6.14


Заступник першого проректора -

начальник організаційно -

методичного управління В.Б. Юскаєв


^ 2995 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до практичних занять

з курсу “Теплотехнічні процеси та установки»

розділ «Сушіння вологих матеріалів»

для студентів напряму підготовки

«Теплоенергетика»

спеціальності 7.000008 "Енергетичний менеджмент"

денної форми навчання


Усі цитати, цифровий,

фактичний матеріал,

бібліографічні

відомості перевірені,

запис одиниць

відповідає стандартам


Укладач А.Ф. Курилов


Відповідальний за випуск С.М. Ванєєв


Декан факультету технічних систем

та енергоефективних технологій О.Г. Гусак


Суми

Сумський державний університет

2010


Навчальне видання


^ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до практичних занять

з курсу “Теплотехнічні процеси та установки»

розділ «Сушіння вологих матеріалів»

для студентів напряму підготовки

«Теплоенергетика»

спеціальності

7.000008 "Енергетичний менеджмент"

денної форми навчання


Відповідальний за випуск С.М. Ванєєв

Редактор Н.В.Лисогуб

Комп’ютерне верстання Л.М.Антонова


Підп. до друку 20.12.2010, поз.

Формат 60´84/16. Ум. друк. арк. . Обл.-вид. арк. Тираж 50 пр. Зам. №

Собівартість вид. грн. к.


Видавець і виготовлювач

Сумський державний університет,

вул. Римського-Корсакова, 2, м. Суми, 40007

Свідоцтво суб’єкта видавничої справи ДК № 3062 від 17.12.2007.


Методичні вказівки до практичних занять з курсу “Теплотехнічні процеси та установки ”/ Укладач А.Ф. Курилов.- Суми:Сумський державний університет, 2010.- с.


^ КАФЕДРА ТЕХНІЧНОЇ ТЕПЛОФІЗИКИ


ВСТУП

Дані методичні вказівки призначені для закріплення студентами теоретичних знань, які вони отримали при вивченні розділу «Сушіння вологих матеріалів» з курсу «Теплотехнічні процеси та установки» і набуття практичних навичок при розрахунках процесів сушіння в різних типах сушарок і підбору устаткування для здійснення таких процесів. Методичні вказівки містять основні співвідношення та розрахункові формули, необхідні для розв’язання задач, числові приклади з розв’язками типових задач даного розділу та контрольні задачі для самостійного розв’язання.


^ 1 Загальні відомості


Вологе повітря є сумішшю сухого повітря з водяною парою, яка має властивості ідеальних газів.

Рівняння стану вологого повітря [1]


PV=mRT, (1)

де Р – абсолютний тиск вологого повітря, за законом Дальтона


Р=Рс.п + Рn,


Рс.п і Рnпарціальні тиски відповідно сухого повітря Рс.п і водяної пари Рn;

m – маса суміші, m=mc.n+mn; R – газова стала суміші.


R = gc.n, Rc.n+gnRn,


де gc.n= mc.n/m, gn= mn/m – масові частки відповідно сухого повітря і водяної пари;

Rc.n і Rn газові сталі відповідно сухого повітря

(Rc.n=287 ) і водяної пари (Rn=462 Дж/(кг?К)).

3

Стан вологого повітря задається двома параметрами, звичайно це температура t та відносна вологість , яка визначається відношенням абсолютної вологості до максимальної можливої абсолютної вологості при тій самій температурі t:


. (2)


Якщо температура вологого повітря менша або дорівнює температурі насичення водяної пари при даному тиску суміші Р

(t tsp), визначають з таблиць насиченої пари або з рівняння ідеального газу


(3)

де – тиск насиченої водяної пари при температурі повітря Т.

Абсолютну вологість повітря (тобто густину пари) можна також визначити з рівняння Клапейрона


(4)


де Рn – парціальний тиск пари, тоді відносну вологість можна приблизно підрахувати з рівняння


. (5)


Якщо t > tsp, то стан максимальної вологості суміші визначається характеристиками перегрітої пари при даних Р і t з таблиць перегрітої пари або з рівняння Клапейрона


(6)

де Р=, тоді =.

4

Крім відносної вологості, користуються також поняттям вологовмісту d, г/кг:


(7)


де – густина сухого повітря.

Рівняння (6) можна звести до вигляду


, (8)


з якого парціальний тиск пари


. (9)


Максимально можливий вологовміст, якщо становить


(10)


Відношення вологовмісту d до максимально можливого вологовмісту dmax називають ступенем насичення


. (11)


Залежність між і з рівнянь (8) і (10)


. (12)


Густина вологого повітря


, (13)

де .

Температура, до якої необхідно охолодити вологе повітря п

5

при сталому тиску, щоб воно стало насиченим (), має назву температура точки роси tр. Її можна визначити з таблиць насиченої водяної пари або з емпіричного рівняння в межах температур від 9 до 1000С:


, (14)


де Рs в кПа.

Пружність насиченої водяної пари Рs, що відповідає точці роси, можна визначити з рівняння (9), якщо підставити в нього вираз , взявши при цьому =1.

^ Ентальпія вологого повітря дорівнює сумі ентальпії 1 кг сухого повітря та d, г/кг , водяної пари.


, (15)


де і в кДж/кг.

Для вологого повітря при низьких тисках застосовують емпіричну формулу [2].


(16)


де і в кДж/кг.

Температура мокрого термометра. У процесі сушіння різних продуктів нагрітим повітрям його вологовміст збільшується внаслідок випаровування води з продуктів, а температура зменшується. Якщо цей процес провести за адіабатних умов, тобто випаровування відбуватемеся лише за рахунок тепла повітря, та довести його до повного насичення вологою, то температура такого повітря дорівнюватиме температурі випаровуваної води та має назву істинної температури мокрого термометра.

Для визначення відносної вологості часто застосовують психрометр , який складається з двох термометрів - сухого та

6









Показання мокрого термометра


Рисунок 1 – Похибка вимірювань психрометричної різниці в залежності від показань мокрого термометра


мокрого. Кулька останнього обгорнута вологою тканиною, внаслідок чого показання сухого та мокрого термометрів будуть різними. Температура, яку показує мокрий термометр,не дорівнює

7

істинній температурі мокрого термометра завдяки теплообміну з довкіллям.

Істинна температура мокрого термометра м визначається з формули [3]:

(17)

депоказання мокрого термометра, оС;

х – поправка до показання мокрого термометра у відсотках, яка визначається з рис. 1 [3] залежно від швидкості повітря та значення

При змішуванні двох потоків повітря , кг/год і , кг/год, вологовмістами d1 г/кг і d2 г/кг та ентальпіями і1, кДж/кг,

і2, кДж/кг параметри потоку після змішування визначаються з рівнянь [4]





Рисунок 2 – і,d – діаграма вологого повітря



8

d=(d1+ad2)|(1+a) (18)

та i=(i1+ai2)|(1+a), г/кг, де а=/, г/кг. (19)


Для розв’язання задач, які супроводжуються зміною стану вологого повітря, застосовують і,d – діаграму (рис.2). Вона побудована в косокутній системі координат і,d для сталого тиску Р=99,3 кПа. Стан повітря визначається на діаграмі перетином чотирьох ліній: сталих температури , вологовмісту d, відносної вологості та ентальпії і. Процес нагрівання або охолодження

вологого повітря зображується на цій діаграмі як процес при

сталому вологовмісті (d=const), а процес сушіння – як процес зі сталою ентальпією (і=const). За будь-якими двома параметрами, наприклад і , можна визначити решту параметрів (і,d,Pn). З допомогою і,d – діаграми можна визначити також точку роси. Для цього з точки, яка характеризує даний стан повітря, треба провести вертикаль (d=const) до перетину з лінією = 100%. Ізотерма, яка проходить через цю точку, визначає температуру точки роси.

Стан вологого повітря на діаграмі і,d можна знайти і за показаннями сухого та мокрого термометрів. З точки, яка відповідає відносній вологості = 100% та істинній температурі мокрого термометра, проводять паралельно ізотермі м пряму лінію до перетину з ізотермою сухого термометра с. Отримана точка характеризує стан вологого повітря.


^ Тема 1 Розрахунки параметрів вологого повітря за рівняннями ідеального газу


Приклади


1. Визначити абсолютну та відносну вологість повітря та температуру точки роси, якщо його температура =500С, а парціальний тиск водяної пари в суміші Рn=8 кПа. Як зміняться результати при підвищенні температури суміші до 140 0С. Взяти

Р=100 кПа.

9

Розв’язання


Абсолютну вологість повітря визначаємо з рівняння (4):


кг/м3.


При =500С з таблиць водяної пари [3] Рs=12,34 КПа, отже, відносна вологість з рівняння (5)


, або 64,8%.


Для тиску Р=100 кПа з таблиць водяної пари маємо

tsp=99,64 0С, тобто при підвищенні температури суміші до 140 0С буде t>tsp, тому визначаємо за рівнянням (6):


= кг/м3.


Абсолютна вологість повітря при t=1400С.


кг/м3,


відносна вологість


, або 8%.


Температура точки роси визначається як температура насичення водяної пари, що відповідає даному парціальному тиску, і з рівняння (14) маємо (або з таблиці [3]),





tp=Ts-273=41,5 0С.


10

2. Вологе атмосферне повітря (В=100 кПа) при температурі 400С має абсолютну вологість 0,029 кг/м3. Визначити інші характеристики вологого повітря в цьому стані.


Розв’язання


Парціальний тиск водяної пари у вологому повітрі з рівняння (4)


.

За умовою , а тому кг/м3

таблиць водяної пари [3]) і відносна вологість становить


, або 56,8 %.


Вологовміст вологого повітря з рівняння (8)


г/кг


і його ентальпія з рівняння (16)





Густина вологого повітря з рівняння (13)


кг/м3,


де кг/м3.


Знаходимо густину іншим способом :


кг/м3.


11

3. Атмосферне повітря (В=99,3 кПа) при температурі =400С має

відносну вологість . Визначити абсолютну вологість, вологовміст повітря, температуру точки роси та ступінь насичення повітря.


Розв’язання


За заданих умов , тому максимально можливе значення абсолютної вологості визначаємо з таблиць водяної пари [3]

при =400С: кг/м3 , тоді з рівняння (2) маємо

абсолютну вологість повітря


кг/м3.


З рівняння Клапейрона маємо парціальний тиск водяної пари


кПа.


Вологовміст повітря визначимо з рівняння (8)


г/кг.


Максимально можливий вологовміст визначаємо з рівняння (10)


г/кг,


де=7,375 кПа з таблиць насиченої пари [3] при =40 0С.

Ступінь насичення з рівняння (11)


, або 68,5%.


Температура точки роси з емпіричного рівняння [14] при

12

тиску насичення Рn=5,18 кПа.





0С.


4. Визначити питомий об’єм та ентальпію вологого повітря при температурі =2000С, манометричному тиску Рм=1 бар з

вологовмістом d=40 г/кг.

Барометричний тиск взяти В=100 кПа.


Розв’язання


Визначимо газову сталу вологого повітря з рівняння [5]




Питомий об’єм з рівняння (1), записаного для 1 кг,


.


Ентальпія повітря з рівняння (16)





5. Стан вологого повітря характеризується температурою =35 0С та відносною вологістю при барометричному тиску В=99,3 кПа. Визначити решту параметрів вологого повітря, тобто та tp.

13

Розв’язання


Тиск насиченої пари при =35 0С з таблиць водяної пари [3] Рn.s=5,62 кПа, тоді парціальний тиск пари.


.


Вологовміст з рівняння (8)


г/кг.


Максимально можливе значення вологовмісту


г/кг.


Ступінь насичення


, або 68,5%.


Температура точки роси з емпіричного рівняння (14) при тиску насичення Ps=3,93 кПа,





Ентальпія вологого повітря з рівняння (16)




Задачі


1. Визначити абсолютну та відносну вологість атмосферного повітря, якщо парціальний тиск пари в ньому Рn=3,0 кПа, а

температура повітря =40 0С. Показання барометра В=99,3 кПа.

14

Відповідь:.

2. Визначити вологовміст, ентальпію та густину вологого повітря при тиску Р=100 кПа, якщо його відносна вологість , а абсолютна

Відповідь: d=146 г/кг, і=467 кДж/кг, .

3. Газовий двигун всмоктує 800 м3/год повітря при температурі =39 0С з вологовмістом d=28 г/кг. Визначити кількість водяної пари, яку всмоктує двигун за годину, якщо повний тиск повітря становить Р=97,5 кПа.

Відповідь:

4. Зовнішнє повітря, яке має вологовміст d=10 г/кг і абсолютну

вологість нагрівається до температури 45 0С. Визначити відносну вологість зовнішнього та нагрітого повітря, якщо повний тиск повітря Р=100 кПа.

Відповідь:

5. У посудині при =145 0С міститься суміш 1 кг сухої насиченої пари та 3 кг сухого повітря. Визначити тиск суміші та об’єм посудини.

Відповідь: Р=12,2 бар; V=0,453 м3.

6. У вологе повітря з параметрами =75 0С і випаровується вода за адіабатних умов, температура при цьому знижується до 45оС. Визначити відносну вологість і вологовміст повітря в кінцевому стані, барометричний тиск взяти В=98,5 кПа.

Відповідь: , d2=37,5 г/кг.


  1   2   3

Схожі:

Методичні вказівки до практичних занять з курсу Теплотехнічні процеси та установки» розділ «Сушіння вологих матеріалів» для студентів напряму підготовки iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни харківська національна академія міського господарства методичні вказівки до практичних занять з курсу загальної фізики розділ "електрика І магнетизм"
Методичні вказівки до практичних занять з курсу загальної фізики, розділ "Електрика І магнетизм" (для студентів 1 курсу всіх форм...
Методичні вказівки до практичних занять з курсу Теплотехнічні процеси та установки» розділ «Сушіння вологих матеріалів» для студентів напряму підготовки iconХарківська національна академія міського господарства методичні вказівки до практичних занять та самостійної роботи з дисципліни «Комунікативні процеси у навчанні»
Методичні вказівки до практичних занять та самостійної роботи з дисципліни «Комунікативні процеси у навчанні» (для студентів 1 курсу...
Методичні вказівки до практичних занять з курсу Теплотехнічні процеси та установки» розділ «Сушіння вологих матеріалів» для студентів напряму підготовки iconМіністерство освіти І науки украіни харківська національна академія міського господарства в. Ю. Світлична методичні вказівки для практичних занять з курсу
Методичні вказівки для практичних занять з курсу «Бухгалтерський облік» (для студентів 3 курсу денної форми навчання напряму підготовки...
Методичні вказівки до практичних занять з курсу Теплотехнічні процеси та установки» розділ «Сушіння вологих матеріалів» для студентів напряму підготовки iconМетодичні вказівки до практичних занять 3 курсу «Загальної хірургії» Розділ «Хірургічна інфекція» для студентів 3-го курсу медичного інституту
Методичні вказівки до практичних занять з курсу «Загальної хірургії». Розділ «Хірургічна інфекція» / Укладачі І. Д. Дужий., В. В....
Методичні вказівки до практичних занять з курсу Теплотехнічні процеси та установки» розділ «Сушіння вологих матеріалів» для студентів напряму підготовки iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Холодильні технології”
Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Холодильні технології” для студентів денної форми навчання напряму підготовки...
Методичні вказівки до практичних занять з курсу Теплотехнічні процеси та установки» розділ «Сушіння вологих матеріалів» для студентів напряму підготовки iconГосподарства методичні вказівки до практичних занять з курсу ” загальна фізика”
Методичні вказівки до практичних занять з курсу “Загальна фізика” (для студентів 1 курсу усіх форм навчання напряму підготовки 050701,”Електротехніка...
Методичні вказівки до практичних занять з курсу Теплотехнічні процеси та установки» розділ «Сушіння вологих матеріалів» для студентів напряму підготовки iconМетодичні вказівки до індивідуальних занять на тему «Розрахунок сопла Лаваля» з курсу "Пневмодинамічні машини та установки" для студентів напряму підготовки 05050205
Методичні вказівки до індивідуальних занять на тему «Розрахунок сопла Лаваля» з курсу «Пневмодинамічні машини та установки» / укладачі...
Методичні вказівки до практичних занять з курсу Теплотехнічні процеси та установки» розділ «Сушіння вологих матеріалів» для студентів напряму підготовки iconМетодичні вказівки до курсової роботи з дисципліни "Промислові технологічні процеси і установки" для студентів напряму 0905 "Енергетика"
Методичні вказівки до курсової роботи з дисципліни “Промислові технологічні процеси і установки” для студентів напряму 0905 “Енергетика”...
Методичні вказівки до практичних занять з курсу Теплотехнічні процеси та установки» розділ «Сушіння вологих матеріалів» для студентів напряму підготовки iconМіністерство освіти І науки украіни харківська національна академія міського господарства в. Ю. Світлична методичні вказівки для практичних занять з курсу «фінанси»
Методичні вказівки для практичних занять з курсу «Фінанси» (для студентів 4 курсу денної та заочної форми навчання напряму підготовки...
Методичні вказівки до практичних занять з курсу Теплотехнічні процеси та установки» розділ «Сушіння вологих матеріалів» для студентів напряму підготовки iconМетодичні вказівки до практичних занять з курсу «Загальної хірургії» Розділ «Термічна та електрична травма» для студентів 3 6-го курсу медичного інституту
Методичні вказівки до практичних занять з курсу «Загальної хірургії». Розділ «Термічна та електрична травма» / Укладачі І. Д. Дужий.,...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи