Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни icon

Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни




Скачати 354.45 Kb.
НазваМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни
Дата04.07.2012
Розмір354.45 Kb.
ТипДокументи

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до практичних занять з дисципліни

Термоекономічні розрахунки кліматичних установок”

для студентів денної форми навчання

спеціальності 7.090520“Холодильні машини і установки”


Суми

Вид-во СумДУ

2008


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


^ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до практичних занять з дисципліни

Термоекономічні розрахунки кліматичних установок”

для студентів денної форми навчання

спеціальності 7.090520 “Холодильні машини і установки”


Усі цитати, цифровий,

фактичний матеріал

і бібліографічні

відомості перевірені,

написання одиниць

відповідає стандартам


Укладачі В.М. Арсеньєв

С.С. Мелейчук

Відповідальний за випуск С.М. Ванєєв

В.о. декана інженерного факультету О.Г. Гусак


Суми

Вид-во СумДУ

2008


Навчальне видання


^ МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до практичних занять з дисципліни

Термоекономічні розрахунки кліматичних установок”

для студентів денної форми навчання

спеціальності 7.090520 “Холодильні машини і установки”


Відповідальний за випуск доцент С.М. Ванєєв

Редактор Н.А. Гавриленко

Комп’ютерне верстання О.В. Казбан


Підп. до друку 17.10.2008, поз.

Формат 6084/16. Папір офс. Гарнітура Times New Roman Cyr.

Друк офс.

Ум. друк. арк. 0,93. Обл.-вид.арк. 0,31.

Тираж 40 прим. Собівартість вид.

Зам. №


Видавництво СумДУ при Сумському державному університеті

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

Свідоцтво про внесення суб’єкта видавничої справи до Державного реєстру

ДК № 3062 від 17.12.2007.

Надруковано у друкарні СумДУ

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

Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Термоекономічні розрахунки кліматичних установок”/ Укладачі: В.М. Арсеньєв, С.С. Мелейчук - Суми: Вид-во СумДУ, 2008.- 14с.


^ КАФЕДРА ТЕХНІЧНОЇ ТЕПЛОФІЗИКИ





С.

Загальні вказівки..……...………………………………….

4

Тема - 1 Розрахунок ексергетичних потоків газових середовищ…………………………………………………..


4

Тема - 2 Ексергетична оцінка функціонування холодильної машини……………………………………….


6

Тема - 3 Розрахунок потоків речовини з хімічною ексергією…………………………........................................


8

Тема - 4 Визначення ексергетичних критеріїв холодильної машини……………………………………….


9

Тема - 5 Визначення ексергетичних і термоекономічних критеріїв системи кондиціювання повітря…...………...


10

Тема - 6 Визначення термоекономічних критеріїв теплонасосної установки…………………………………..


11

Список рекомендованої літератури……….........................

13
ЗМІСТ


3


^ ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ


Ці методичні вказівки спрямовані на виконання розрахунків з 6 тем програми дисципліни "Термоекономічні розрахунки кліматичних установок" загальним обсягом 16 годин.

Методичні вказівки містять розрахункові завдання з кожної теми, зміст і рекомендації до їх виконання.


^ ТЕМА 1 – РОЗРАХУНОК ЕКСЕРГЕТИЧНИХ

ПОТОКІВ ГАЗОВИХ СЕРЕДОВИЩ


Вхідні дані наведені в таблицях 1.1 і 1.2.


Таблиця 1.1

Варіант


Газове середовище



р1

T1

Р2

T2

рНС

ТНС

м3/хв

кПа

оС

кПа

оС

мм рт.ст.

оС

1

повітря

10

105

25

320

142

742

5

2

азот

12

220

45

480

107

750

15

3

кисень

16

115

10

300

125

740

0

4

повітря

25

350

30

100

10

735

20

5

диоксид вуглецю

40

280

20

750

180

750

0

6

азот

36

200

80

220

65

760

0

7

водень

75

105

15

830

25

740

0

8

метан

140

100

18

340

72

738

10

9

аргон

45

114

20

400

86

750

5

10

гелій

30

420

40

105

8

743

0

Позначення параметрів у таблиці 1.1:

– об’ємна витрата газу на вході в систему;

р1, T1 – вхідні тиск і температура газу;

Р2, T2 – тиск і температура виходу газу;

tH – температура зовнішнього повітря;

рНС, ТНС – розрахункові значення і температури навколишнього середовища.

4

Таблиця 1.2

Варіант


Пара холодо-агенту



р1

T1

Р2

T2

рНС

ТНС

м3/хв

бар

оС

бар

оС

мм рт.ст.

оС

1

R134a

2,0

4,0

20

11,0

55

745

5

2

R22

3,4

3,2

10

18,0

90

740

0

3

R717

3,7

5,0

15

16,0

128

742

-5

4

R170

1,25

8,0

10

20,0

40

744

0

5

R290

1,75

3,0

0

20,0

90

746

0

6

R600

2,65

2,0

40

7,0

80

748

10

7

R600а

1,57

3,7

35

12,5

91

750

0

8

R236fa

2,14

2,0

30

10,0

90

746

10

9

R142в

6,33

1,8

20

10,5

110

745

0

10

R744

2,41

30,0

15

64,0

80

748

-10

Позначення параметрів у таблиці 1.2, аналогічні позначенням для таблиці 1.1.


Зміст розрахунку:

  • на базі параметрів таблиці 1.1 розрахувати ексергетичні потоки вказаного матеріального середовища в ідеально-газовому стані для входу і виходу з системи;

  • на базі параметрів таблиці 1.2 розрахувати ексергетичні потоки вказаних холодоагентів в стані пари як реального газу.

При розрахунку потоку розглядати як транзитні, коли має місце умова (рівність масових витрат потоку на вході і виході).

Методичні матеріали: конспект лекцій [1].


5

^ ТЕМА 2 – ЕКСЕРГЕТИЧНА ОЦІНКА

ФУНКЦІОНУВАННЯ ХОЛОДИЛЬНОЇ МАШИНИ


Вхідні дані для розрахунку наведені в таблиці 2.1.


Таблиця 2.1

Варіант


Холодоносій





р1

T1

Р2

T2

%

т/год

кПа

оС

кПа

оС

1

Н2О

-

50

375

15

300

55

2

Н2О+NaCl

8,3

64

540

5

480

0

3

Н2О+MgCl2

18,0

38

435

-10

400

-15

4

Н2О+CaCl2

30,3

18

310

-30

250

-40

5

Н2О

-

20

420

32

380

25

6

Н2О+C2H4(OH)2

45

12

290

-15

260

-25

7

Н2О

-

45

350

50

310

70

8

Н2О+C2H5OH

96

0,4

118

90

105

30

9

Н2О

-

34

270

24

200

20

10

Н2ОNaCl

20,0

8,2

325

-2

300

-10

Позначення параметрів у таблиці 2.1:

 – масова концентрація солі або інших речовин у воді;

– об’ємна витрата потоку згідно з параметрами на вході;

р1, T1 – вхідні тиск і температура рідкого середовища;

Р2, T2 – вихідні тиск і температура рідкого середовища.


Таблиця 2.2

Варіант

Холодоагент



рк

Tвх

T

р

кВт

кПа

оС

оС

кПа

1

R22

1,8

1530

40

12

30

2

R134a

2,5

800

30

10

18

3

R717

12

1310

34

6

50

4

R600a

4,0

500

32

5

35

5

R502

3,2

1500

30

8

45

6

R600

3,6

1000

78

22

65

7

R236fa

5,1

1000

70

30

60

8

R142b

3,3

800

56

10

22

9

RC-318

6,4

900

60

20

40

10

R744

2,9

6400

25

5

52

6


Позначення параметрів у таблиці 2.2:

- теплове навантаження переохолоджувача конденсату холодильної машини або теплового насоса;

рк – тиск процесу конденсації;

Tвх – температура входу конденсату в переохолоджувач;

^ T – охолодження конденсату;

р – гідравлічний опір конденсату в переохолоджувачі.

Зміст розрахунку.

На базі параметрів таблиці 2.1 визначити:

  • основні теплофізичні характеристики холодоносія (густина, теплоємність);

  • масову витрату потоку;

  • питомі ексергії на вході і виході;

  • потоки ексергії.

На базі параметрів таблиці 2.2 визначити:

  • питомі ентальпії та ентропії за вхідними і вихідними параметрами стану;

  • масову витрату холодоагенту;

  • питомі ексергії на вході і виході;

  • потоки ексергії.

Для розрахунку з цієї теми прийняти рН.С = 100 кПа.; ТН.С= 273К.

Методичні матеріали: конспект лекцій, [1].


7

^ ТЕМА 3 – РОЗРАХУНОК ПОТОКІВ РЕЧОВИНИ

З ХІМІЧНОЮ ЕКСЕРГІЄЮ


Цей розрахунок виконується на базі ексергетичного балансу теплогенератора. Вхідні дані завдань наведені в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1

Варіант

Паливо







р

р

T

T

МДж/м3

МДж/кг

кВт

бар

бар

оС

оС

1

ПГ

34,2

-

100

2,1

2,0

50

80

2

ПГ

36,1

-

200

3,18

3,02

70

90

3

мазут

-

40,3

100

3,5

3,3

15

60

4

мазут

-

38,7

200

3,7

3,4

50

70

5

вугілля

-




150

4,2

3,8

40

90

6

вугілля

-




300

3,7

3,3

50

80

7

дрова

-

10,2

60

1,9

1,7

15

55

8

дрова

-

11,8

80

2,4

2,2

40

60

9

СНГ




-

400

4,8

4,3

60

80

10

СНГ




-

500

4,6

4,2

70

95

Позначення параметрів у таблиці 3.1:

  • - нижча теплота згорання газоподібного палива за сухою масою;

  • - нижча теплота згорання твердого чи рідкого палива за робочою масою;

  • - теплопродуктивність теплогенератора (водогрійного котла);

  • р, T – тиск і температура води на вході;

  • ПГ – природний газ;

  • СНГ – супутній нафтовий газ у теплогенератор;

  • р, T – тиск і температура води на виході з теплогенератора.


Зміст розрахунку:

На базі параметрів таблиці 3.1, а також довідкових даних визначити:

  • масову витрату води, що нагрівається;

  • питому ексергію палива;

  • ексергетичний потік палива;

  • прирощення ексергії для потоку води;

  • оцінку ексергетичної ефективності теплогенератора.

8

Для розрахунку прийняти: рН.С = 1 бар.; ТН.С= 273 К.

Методичні матеріали: конспект лекцій, [1], [2].


^ ТЕМА 4 – ВИЗНАЧЕННЯ ЕКСЕРГЕТИЧНИХ

КРИТЕРІЇВ ХОЛОДИЛЬНОЇ МАШИНИ


Вхідні дані завдань викладені в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1

Варіант

Холодоагент



tо

tр2

tк

t1

s

кВт

оС

оС

оС

оС

-

1

R22

18

-

-15

30

15

0,78

2

R134a

28

-8

-

32

20

0,75

3

R717

220

-20

-

28

-5

0,77

4

R600a

110

0

-

30

10

0,8

5

R502

40

-

-10

35

0

0,74

6

R22

22

-18

-

28

-5

0,7

7

R134a

6

-15

-

30

10

0,72

8

R717

110

-

-20

30

0

0,73

9

R600а

60

-

-5

34

15

0,76

10

R22

52

-

0

35

20

0,77

Позначення параметрів у таблиці 4.1:

– холодопродуктивність холодильної машини;

tо – температура кипіння холодоагенту;

tр2 – температура холодоносія (розсолу) після випарника;

tк – температура конденсації холодоагенту;

t1 – температура холодоагенту на вході в компресор;

s – адіабатний к.к.д. компресора.


Зміст розрахунку:

  • визначити параметри холодоагенту в вузлових точках циклу парокомпресійної холодильної машини;

  • визначити питомі і режимні параметри холодильної машини;

  • скласти схему ексергетичних перетворень для всієї холодильної машини і для її компонентів;

9

  • визначити показники ексергетичної ефективності для машини і її компонентів.

Для розрахунку прийняти: рН.С = 100 кПа.; ТН.С – нижче на 5оС найбільш низької температури в циклі; мех = 0,95, дв = 0,95.

Методичні матеріали: конспект лекцій, [1], [2].


^ ТЕМА 5 – ВИЗНАЧЕННЯ ЕКСЕРГЕТИЧНИХ І ТЕРМОЕКОНОМІЧНИХ КРИТЕРІЇВ СИСТЕМИ КОНДИЦІЮВАННЯ ПОВІТРЯ


Цей розрахунок виконується для системи літнього кондиціювання повітря, функціонуючій за рециркуляційною схемі.

Вхідні дані завдань викладені у таблиці 5.1.


Таблиця 5.1

Варіант











NBT

t3

3

tП

П

кВт

кДж/кг

м3/год

кВт

кВт

кВт

оС

%

оС

%

1

60,9

3604

10203

56,61

130,2

2,57

32

45

25

60

2

37,82

6100

17932

-

70,55

6,34

33

55

25

55

3

138,46

4980

65160

-

145,4

18,8

32

45

25

60

4

64

3660

14148

58,63

131,4

4,18

30

65

24

50

5

96,3

4851

16630

40,3

141

5,92

32

60

24

50

6

111

9652

24624

-

125,2

10,2

34

50

27

60

7

60,4

3266

33190

20,03

101,4

12,7

34

55

24

60

8

31,0

4500

8300

29,3

75,7

2,6

30

55

25

50

9

75

6700

12730

-

151

3,8

31

60

26

50

10

124,2

4750

42217

57,3

183,3

16,7

33

65

23

55

Позначення параметрів у таблиці 5.1:

- сумарний теплоприток у приміщення;

 - тепловологісне відношення приміщення;

- об’ємна витрата вентилятора;

- теплове навантаження калорифера;

10

- теплове навантаження повітреохолоджувача;

NBT - потрібна потужність вентилятора;

t3, 3 – розрахункова температура і відносна вологість зовнішнього повітря;

tП, П – розрахункова температура і відносна вологість повітря у приміщенні.


Зміст розрахунку:

  • скласти схему установки;

  • скласти схему ексергетичних перетворень для всієї установки;

  • визначити потоки ексергії;

  • визначити показники ексергетичної ефективності;

  • скласти рівняння ексергетичної вартості;

  • визначити показники термоекономічного аналізу (ср, сF, r, f).

Для розрахунку прийняти: Рнс = 1 бар; Тнс = 273 К, вартість електроенергії – 0,4 грн/кВтгод; вартість теплоносія – 8 грн/т; вартість холодоносія – 7 грн/т; зменшення температури теплоносія у калорифері – 20оС; нагрівання холодоносія у повітряохолоджувачі – 5оС; питома вартість капітальних витрат – 800 грн. кВт холодопродуктивності; розрахунковий час – 4000 годин за рік.

Методичні матеріали: конспект лекцій, [1], [2].


^ ТЕМА 6 – ВИЗНАЧЕННЯ ТЕРМОЕКОНОМІЧНИХ КРИТЕРІЇВ ТЕПЛОНАСОСНОЇ УСТАНОВКИ


Розрахунок з цієї тематицки виконується для теплонасосної установки на базі теплового насоса парокомпресійного типу з регенеративним теплообмінником і переохолоджувачем конденсату. Для всіх варіантів теплонасосна установка працює з метою забезпечення споживача в системі гарячого водопостачання. Вхідні дані варіантів завдань викладені в таблиці 6.1.

11

Таблиця 6.1

Варіант

GП

t1П

t1П

Утилізо-ване

сере-довище

t1y

1y

p

Холодо-агент

т/год

оС

оС

бар

бар

оС

1

0,5

10

50

повітря

20

60

1200

R-134a

2

1,0

12

50

вода

5

-

4500

R-600a

3

2,0

10

55

вода

10

-

7200

R-236fa

4

2,5

13

55

вода

15

-

5000

R-124

5

6,0

10

40

повітря

0

80

1500

R-22

6

6,5

12

60

вода

30

-

6800

R-236fa

7

7,0

15

55

вода

24

-

7000

R-124

8

8,0

15

50

вода

32

-

5400

R-134a

9

9,0

15

45

повітря

5

50

1600

R-22

10

10,0

12

55

вода

18

-

5000

R-124

Позначення параметрів у таблиці 6.1:

GП – продуктивність теплонасосної установки з гарячої води;

t1П – температура водопровідної води на вході в тепло насосну установку;

t1П – температура води, яка надходить у систему гарячого водопостачання;

t1y – температура утилізованого середовища на вході у випарник теплонасосної установки;

1y – відносна вологість повітря;

p – розрахунковий час функціонування теплонасосної установки за рік.


Зміст розрахунку:

  • визначити питомі й режимні параметри робочих середовищ теплонасосної установки;

  • скласти схему ексергетичних перетворень теплонасосної установки та її компонентів;

  • визначити потоки ексергії і показники ексергетичного аналізу;

  • скласти рівняння ексергетичної вартості (загальне і для окремих компонентів);

12

  • визначити показники термоекономічного аналізу в цілому і для кожного компонента.

Для розрахунку прийняти: Рнс = 1 бар; tнс = 260 К, вартість електроенергії – 0,4 грн/кВтгод; вартість холодної води – 5 грн/т; питома вартість установки – 1000 грн. за кВт теплопродуктивності; термін амортизації – 10 років.

Методичні матеріали: конспект лекцій, [1], [2].


ПЕРЕЛІК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ


  1. Морозюк Т.В. Теория холодильных машин и тепловых насосов.- Одесса: Студия “Неогоциант”, 2006.- 712 с.

  2. Тсатсаронис Д. Взаимодействие термодинамики и экономики для минимизации стоимости энергопреобразующей системы/Под ред. Т.В. Морозюк.- Одесса: Студия “Неогоциант”, 2002.



13


14

Схожі:

Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Гідрогазодинаміка”
Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Гідрогазодинаміка” для студентів денної форми навчання напряму підготовки 050604...
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Спеціальні типи компресорів”
Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Спеціальні типи компресорів” для студентів денної форми навчання напряму підготовки...
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни 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...
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки
Методичні вказівки до виконання практичних занять з курсу “Табличні процесори” для студентів спеціальності 080402
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2518 методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Технології використання стиснутих газів”
Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Технології використання стиснутих газів" для студентів денної форми навчання...
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до виконання практичних занять з дисципліни “Тепловикористовуючі холодильні машини”
Тема 1 – Розрахунок параметрів циклу Чистякова-Плотнікова для тепловикористовуючої холодильної машини
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україни сумський державний університет 2506 методичні вказівки до практичних занять студентів з дисциплін “Газова динаміка” І
Методичні вказівки до практичних занять студентів з дисциплін “Газова динаміка” І “Спеціальні розділи теплофізики” напряму підготовки...
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни iconМіністерство освіти І науки україНи Сумський державний університет
Методичні вказівки для проведення практичних занять та організації самостійної роботи студентів з дисципліни "Наукові дослідження...
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни iconМетодичні вказівки до проведення практичних занять
Методичні вказівки до проведення практичних (семінарських) занять, самостійної роботи, виконання контрольних робіт із дисципліни...
Міністерство освіти І науки україни сумський державний університет методичні вказівки до практичних занять з дисципліни iconМетодичні вказівки до практичних занять з дисципліни „Радіоекологія для студентів спеціальності 040106
Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни „Радіоекологія” / укладачі: Р. А. Васькін, І. В. Васькіна. – Суми: Сумський...
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