Міністерство освіти І науки україни icon

Міністерство освіти І науки україни




НазваМіністерство освіти І науки україни
Сторінка1/4
Дата01.07.2012
Розмір0.87 Mb.
ТипДокументи
  1   2   3   4

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ

МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ

”ВИБІР ДЖЕРЕЛА ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ

НАСЕЛЕНОГО ПУНКТУ”

(для студентів 2 курсу денної і 3 курсу заочної

форм навчання спеціальності 6.09 06 03  

«Електротехнічні системи електроспоживання»)


Харків - ХНАМГ – 2007

Методичні вказівки до виконання курсової роботи ”Вибір джерела теплопостачання населеного пункту” (для студентів 2 курсу денної і 3 курсу заочної форм навчання спец. 6.09 06 03   «Електротехнічні системи електроспоживання»). Укл.: Маляренко В.А., Малєєв О.І., Шкіль Є.О. – Харків.: ХНАМГ, 2007. – 37 с.


Укладачі: проф. В. А. Маляренко,

доц. О.І. Малєєв,

Є.О. Шкіль


Рецензенти: доц. А.В. Хітров;

доц. О.М. Довгалюк


Рекомендовано кафедрою «Електропостачання міст», протокол № 6

від 29.01.2007 р.


Мета цієї курсової роботи - закріплення знань з курсу “ Енергетичні установки”, придбання досвіду у виборі джерела теплопостачання, розрахунку теплового навантаження і споживання теплоносія, визначенні основних параметрів пари і теплових мереж, проведенні теплового і гідравлічного розрахунків, оцінці питомої вартості теплоти; ознайомлення з нормативними даними, стандартами і нормами проектування.


^ 1. ЗМІСТ РОБОТИ


Курсову роботу виконують згідно з індивідуальним завданням і вона містить розрахунково-пояснювальну записку.

Зміст курсової роботи складається з таких основних етапів:

- визначення основних відсутніх параметрів теплоносія (пари);

- вибір і обґрунтування типу прокладки паропроводу;

- гідравлічний розрахунок паропроводу;

- тепловий розрахунок паропроводу;

- вибір джерела теплопостачання і типового проекту котельної;

- визначення річної витрати палива і оцінка питомої вартості відпущеного тепла.


^ 2. ВИХІДНІ ДАНІ


Для виконання курсового проекту наведені такі вихідні дані:

теплоносій - водяна пара;

тиск пари на виході з теплової мережі Р, МПа;

ентальпія перегрітої пари in , кДж/кг;

мінімальна температура повітря tn , оС;

довжина паропроводу l , м;

теплове навантаження Q , ГДж/год.

Варіанти вихідних даних наведені в табл. 1.


^ 3. ВИЗНАЧЕННЯ ВІДСУТНІХ ДАНИХ


3.1. Згідно із залежностями термодинамічних властивостей води і пари [1, 5] в табл. 2 наведені основні параметри насиченої водяної пари (аргумент - тиск), виходячи з яких треба визначити такі відсутні дані: температуру насиченої пари (температуру кипіння-насичення) tn , оС; ентальпію сухої насиченої пари ”, кДж/кг.

Для розрахунків приймаємо: середню питому теплоємкість пари ср= 2,0 кДж/(кг·К), ентальпію конденсату, що повертається джерелу теплопостачання   ik =293 кДж/кг.


3.2. В основу визначення відсутніх параметрів теплоносія покладено вихідні дані і зображення процесу пароутворення у робочій (Р - V) та тепловій (Т - S) діаграмах [1 - 4]. Аналітичні залежності між параметрами водяної пари занадто складні, щоб ними було зручно користуватись в інженерних розрахунках. Тому згідно з аналітичними та іншими теоретично-експериментальними залежностями, складені таблиці й діаграми для визначення параметрів стану води і водяної пари [1 – 5].

При цьому маємо на увазі, що загальний метод розрахунку по T - S і I - S   діаграмам такий: по відомим параметрам наноситься початковий стан процесу, визначаються параметри пари в кінцевій точці і проводиться лінія термодинамічного процесу пароутворення при постійному тиску.

У завданні наведені тиск і ентальпія перегрітої пари на виході з паропроводу (на вході у ЦТП). Треба визначити:


3.2.1) величину перегріву пари.


Виходячи з того, що





маємо


, °C


де і”   ентальпія сухої насиченої пари при заданому тиску й температурі насичення, кДж/кг;


3.2.2) температуру перегрітої пари.


, °C


3.2.3) після визначення вихідних даних та параметрів пари, що були названі вище, стає можливим зображення процесу пароутворення у P-V i T-S   діаграмах [1 - 4].


3.3. Споживачі тепла і визначення теплових навантажень


Основними споживачами тепла в системах теплопостачання є системи опалення, вентиляції, кондиціювання повітря, гарячого водопостачання, виробничо-технологічні процеси. Для цих споживачів потрібні теплоносії різної кількості й різної якості. Усі ці вимоги повинна задовольняти система теплопостачання.

При проектуванні систем теплопостачання одним з основних завдань є визначення розрахункових потреб споживачів у теплі [8 - 10].

Розрахунковими тепловими навантаженнями називаються максимальні теплові навантаження, на які розраховано системи.

Теплові навантаження визначають по їх окремих видах (на опалення Qo max  , вентиляцію Qв ma , кондиціювання повітря Q конд max , гаряче водопостачання Q г.в. max  та виробничо-технологічні процеси Qвир max ) згідно з відповідними проектами. За відсутності проектів теплові навантаження визначають згідно із стандартами і нормами проектування [5 - 10] по укрупненим показникам, якими користуються при проектуванні теплових мереж, що передають гарячу воду з температурою ?200 °C, тиском ?2,5 МПа і парою з температурою ?440 °C, тиском ?6,2 МПа від джерела до абонентів [6,7].

Максимальні теплові потоки на виробничо-технологічні потреби і кількість конденсату, яка повертається, приймають згідно з проектами промислових підприємств [9]. При цьому враховується незбіжність максимальних теплових потоків на різні процеси з урахуванням їх галузевої приналежності і нерівномірності у структурі споживання. Для встановлення режиму роботи системи теплопостачання треба побудувати три основних графіки теплових навантажень: добовий, річний та зміни теплового навантаження щодо тривалості стояння зовнішніх температур (для районів, де головне навантаження   сезонне) і щодо тривалості сезонного споживання [6].

Внаслідок невпорядкованого споживання тепла виникає пікове навантаження джерела теплопостачання, що призводить до значного збільшення витрат палива. Щоб уникнути цього, треба вирішити завдання оптимізації споживання теплоти різними споживачами. Рішення проводять методом нелінійного математичного програмування ( з урахуванням потужності окремих споживачів і обсягів споживання) на ПЕОМ [6]. Визначають оптимальний максимум споживання або навантаження джерела теплопостачання (максимум часового теплового навантаження Qм.г , ГДж/год, наведений у завданні на курсову роботу).

Упорядкований графік постачання дозволяє зняти пікове навантаження, визначити теплове навантаження окремих споживачів та послідовність їх включення у загальний технологічно-виробничий процес [6 - 10].


3.4. Визначення споживання теплоносія


3.4.1. Виходячи з п. 3.3 у завданні на курсову роботу наведено максимальне теплове навантаження в годину max год. Теплоносій   водяна пара, що використовується споживачем. Виходячи з цього, визначимо сумарну розрахункову витрату пари в теплових мережах для забезпечення підприємств з різним добовим режимом роботи з урахуванням незбіжності максимальних витрат пари окремими підприємствами (споживачами).

3.4.2. Визначення максимальної витрати теплоносія (кг/с)





кг/с,


де Qmax   максимальне теплове навантаження у годину, ГДж/год (із завдання);

i '   ентальпія конденсату, що повертається джерелу теплопостачання, i'=ік=293 кДж/кг.

У разі відсутності проектних добових графіків витрати пари дозволяється до добових втрат пари вводити знижуючий коефіцієнт =0,9.

Таким чином, максимальна витрата теплоносія (пари) буде:


 , кг/с.


3.4.3. Визначення річних витрат пари і тепла


Для опалювально-виробничих котельних (ОВК) України кількість годин використання у рік максимального годинного навантаження складає 4500 год (це вельми низьке значення у порівнянні з ОВК Західної Європи).

Виходячи з цього, річне теплове навантаження складатиме, ГДж


 ,


де    максимальне теплове навантаження за годину, ГДж/год.

Максимальна кількість пари, спожита за рік, буде дорівнювати


 ,


де    максимальна витрата пари, т/год (кг/с).


^ 4. ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВИХ МЕРЕЖ


4.1. Загальні відомості


Основним завданням гідравлічного розрахунку теплових мереж є визначення діаметрів теплопроводів і гідравлічних витрат тиску в них при вибраному діаметрі за даною витратою теплоносія. У результаті гідравлічного розрахунку теплових мереж в цілому можна розв’язати такі задачі: визначити наявний напір у кожній точці теплової мережі; вибрати схему приєднання споживачів до теплових мереж; визначити витрату труб та обсяг робіт на спорудженні теплових мереж; відрегулювати гідравлічний режим мережі для заданого розподілу тепла, що відпускається з джерела, між усіма споживачами мережі.

Для гідравлічного розрахунку теплових мереж у загальному вигляді треба мати їх схему з нанесенням усіх елементів арматури, компенсаторів, фасонних частин та зазначенням довжин всіх ділянок мережі і розрахункових витрат тепла по споживачах.

Під час руху теплоносія по трубопроводах виникають втрати тиску по довжині внаслідок тертя між частинками теплоносія і внутрішніми поверхнями труб, а також місцеві опори, що виникають у фасонних частинах трубопроводу.

Сумарні втрати тиску в теплопроводах визначають за виразом


 , кгс/м2


де    втрати тиску на подолання сил тертя або лінійні втрати тиску, що їх обчислюють за формулою


 , кгс/м2 (Н/м2)


тобто лінійні втрати тиску прямо пропорційні питомим втратам тиску на тертя R , кгс/м і фактичній довжині ділянки lф м, на якій втрачається тиск.

Питомі втрати тиску на тертя визначають, виходячи з рівняння Бернуллі, яке встановлює взаємозв'язок між швидкістю і тиском в різних перерізах потоку рідини.

Рівняння Бернуллі для потоку ідеальної рідини має, зокрема, такий вигляд:


.


Сума всіх додатків рівняння Бернуллі (рівняння енергії), що мають в даному разі лінійну розмірність, м, називається повним напором, який складається з геометричного напору z , п'єзометричного напору (статичного) і швидкісного напору (динамічного) . Реальна рідина завжди в'язка, при її русі виникають сили тертя. Тому енергія рідини буде зменшуватись в напрямку руху. Якщо взяти два перерізи 1-1 та 2-2 (в напрямку руху рідини) трубопроводу, то енергія рідини в перерізі 1-1 буде завжди більше, ніж енергія тієї ж рідини в перерізі 2-2 на величину втрат напору на подолання опору в трубопроводі Н1-2:


.


Втрати напору при русі рідини в трубопроводі складаються з двох складових: лінійних втрат Hл і місцевих Hм


.


Лінійні втрати Нл обумовлюються силами тертя частинок одна об одну та об стінки трубопроводів. При рівномірному русі рідини в каналі


,


де   коефіцієнт гідравлічного опору, який визначається за таблицями (безрозмірний);

  довжина ділянки каналу, м;

  еквівалентний діаметр, м;

w- швидкість руху рідини, м/с;

g – прискорення вільного падіння, м/с2.

Еквівалентний діаметр круглих трубопроводів рівний їх діаметру, а довільної форми визначається за формулою


,


де   площа, а   периметр перерізу.

Місцеві втрати напору


,


де   середня швидкість рідини в потоці після перешкоди, м/с;

  безрозмірний коефіцієнт місцевого опору, що визначається дослідним шляхом залежно від виду місцевого опору (засувки, повороти і т.д.) наводиться в таблицях.

Наведеними вище рівняннями можна користуватися для визначення лінійних та місцевих втрат при русі рідини та газу в трубо- та повітроводах.

Для гідравлічного розрахунку трубопроводів замість величини зручніше користуватись еквівалентною довжиною трубопроводу lе.

Еквівалентною довжиною lе називається довжина прямолінійної ділянки трубопроводу того самого діаметра, лінійні опори якого дорівнюють даному місцевому опорові.

Сумарні втрати тиску Нс () визначаються сумою лінійних опорів Нл () і місцевих Нм ():


 , кгс/м2 (Н/м2).


де lзв   зведена довжина трубопроводу, м.

Питомі втрати тиску на тертя визначають на підставі техніко-економічного аналізу (за наявним напором) або задаються на підставі дослідних даних.


4.2. Визначення діаметру паропроводу.


Згідно із СНІП “Теплові мережі” [7] швидкість руху пари в паропроводі wn=3080 м/с. Якщо умовний прохідний діаметр перевищує dу>200 мм, швидкість wn=6080 м/с. Виходячи з цього, обираємо швидкість руху теплоносія (пари).

За допомогою номограми Re=f (wn , dвн , dз ,Dп.р.) (рис.6), де Re   питома втрата тиску на тертя, Па/м; wn   швидкість руху пари, м/с; dвн   внутрішній діаметр; dз   зовнішній діаметр. За відомими швидкостями руху пари і витрати теплоносія знаходимо питомі втрати тиску на тертя, а з табл. 3   внутрішній і зовнішній діаметри паропроводу dвн і dз згідно із стандартами на труби. Уточнюємо фактичну питому втрату тиску на тертя відповідно фактичному dвн при даній витраті тепла і швидкості руху пари.

Ключ до користування номограмою (рис. 6) наведений на рис. 7.


4.3. Розрахунок повних втрат тиску в паропроводі.


Як було показано вище, сумарні втрати тиску визначаються сумою лінійних опорів і місцевих :


.


Скористаємося поняттям зведеної довжини lзв. Тоді


,


де Rф   фактичні питомі втрати тиску на тертя,

lф   фактична довжина ділянки паропроводу,

lзв   її еквівалентна довжина.

Для інженерних розрахунків використовуємо формулу


,


де у даному разі Rе   фактичні питомі втрати тиску на тертя, Па/м;

lф   довжина паропроводу, м (табл. 1);

  коефіцієнт місцевих втрат тиску (табл. 4);

1019700   коефіцієнт, що враховує переведення розмірностей.


4.4. Визначення тиску пари на вході в паропровід.


Після того, як отримали повні втрати тиску, можна визначити тиск пари на вході у паропровід (виході з джерела теплопостачання) як


, МПа


де Рвих   тиск пари на виході з паропроводу, що наведено в завданні на проектування (табл. 1).


^ 5. ТЕПЛОВИЙ РОЗРАХУНОК ПАРОПРОВОДУ


Основним завданням теплового розрахунку теплопроводів є вибір матеріалу теплової ізоляції теплопроводів, розрахунок її оптимальної товщини, виходячи з неперевищення припустимих питомих втрат тепла при транспортуванні теплоносія від джерела до споживача.

Для зниження теплопередачі потрібно збільшити термічний опір R=1/К , де К   коефіцієнт теплопередачі, що визначається умовами конвективного теплообміну і тепловою провідністю розглядуваного елемента конструкції (зокрема
  1   2   3   4

Схожі:

Міністерство освіти І науки україни iconПоложення про нагородження нагрудним знаком "А. С. Макаренко" Міністерства освіти І науки України
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки україни iconПоложення про нагородження нагрудним знаком "Василь Сухомлинський" Міністерства освіти І науки України
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки україни iconПоложення про нагородження нагрудним знаком "Софія Русова" Міністерства освіти І науки України
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки україни iconРішення про нагородження Нагрудним знаком ухвалюється Колегією Міністерства освіти І науки України, затверджується наказом Міністра І публікується в газеті "Освіта України"
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки україни iconРішення про нагородження Нагрудним знаком ухвалюється Колегією Міністерства освіти І науки України, затверджується наказом Міністра І публікується в газеті "Освіта України"
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки україни iconРішення про нагородження Нагрудним знаком ухвалюється Колегією Міністерства освіти І науки України, затверджується наказом Міністра І публікується в газеті "Освіта України"
Міністерству освіти І науки України Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки україни iconМіністерство освіти І науки україни 01135, м. Київ, проспект Перемоги
Міністерства освіти і науки України від 17. 04. 2009 року №341 «Про затвердження Плану дій щодо вдосконалення викладання дисципліни...
Міністерство освіти І науки україни iconПоложення про нагородження нагрудним знаком "Петро Могила" Міністерства освіти І науки України
Міністерство освіти І науки Автономної Республіки Крим, управління освіти І науки обласних, Київської І севастопольської міських...
Міністерство освіти І науки україни iconМіністерство освіти І науки україни пр. Перемоги
Міністерство освіти і науки Автономної Республіки Крим, управління (департаменти) освіти і науки обласних, Київської і Севастопольської...
Міністерство освіти І науки україни iconМіністерство освіти І науки україни пр. Перемоги
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту Автономної Республіки Крим, управління (департаменти) освіти і науки обласних, Київської...
Міністерство освіти І науки україни iconМіністерство освіти І науки україни пр. Перемоги
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту Автономної Республіки Крим, управління (департаменти) освіти і науки обласних, Київської...
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