Файл: Примерные задачи на государственный экзамен по направлению Теплоэнергетика и теплотехника.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.11.2023
Просмотров: 66
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, выбрать тип асинхронного двигателя и ток автоматического выключателя, если задано: коэффициент запаса мощности Кз = 1,1, расход сетевой воды G = 59 л/с, располагаемый напор сетевых насосов 500 кПа, КПД насоса 0,7 (70%), электропривода 0,9 (90%), линейное напряжение сети Uл = 380 В, cosφ = 0,85.
Найти расход воды через сетевые насосы и мощность электропривода, если задано: располагаемый напор насоса ΔНсн = 60 кПа (60 м вод.ст.), сопротивление магистральной сети S = 690 м∙с2/м6, коэффициент запаса мощности Кз = 1,1, КПД насоса 0,7 (70%), электропривода 0,9 (90%).
Определить максимальную мощность тепловой потери зданием, кВт, если известно: длина l = 150 м, ширина а = 126 м, высота h = 12 м.
Доля остекления d = 0,1767. Коэффициенты теплопередачи: наружных стен kнс = 0,547 Вт/м2К, окон kок = 5,5 Вт/м2К, потолка kпт = 2,89 Вт/м2К, пола kпл = 4,13 Вт/м2К, коэффициент инфильтрации μ = 0,0584. Температура наружного воздуха tн = -7оС, внутренняя tв = 22оС. Внутренние тепловыделения отсутствуют.
Рассчитать падение давления на участке магистральной тепловой сети (в прямом и обратном трубопроводах вместе), если задано: длина участка l = 3000 м, диаметр трубы dв = 0,514 м, число компенсаторов nк = 16, число задвижек nз = 4, поворотов nпов = 2.Длина вылета П-образного компенсатора hк = 12 м. Удельную потерю давления принять Rl = 35 Па/м. Коэффициенты местных сопротивлений компенсаторов ζк = 2,5, ζз = 0,5 и поворотов ζпов = 0,5.
ГГД
Барометрический высотомер на борту дирижабля показывает давление на высоте полета р = 710 мм рт. ст. Определить, используя модели изохорной и изотермической атмосфер, высоту полета, если условия на земле составляют: давление ро = 760 мм рт. ст., температура tо = 15°С.
В трубопроводе круглого поперечного сечения происходит плавное изменение диаметра сечения от d1 до d2 < d1. Считая течение жидкости в трубопроводе стационарным, определить, в каком сечении трубопровода число Рейнольдса достигает максимального значения.
Вакуум в конденсаторе паровой турбины составляет 200 мм рт. ст. Определить давление в конденсаторе
, если атмосферное давление составляет Ра = 760 мм рт. ст. Выразить величину давления в Барах и Паскалях.
Нефть плотностью ρ = 850 кг/м3 и динамической вязкостью μ = 0,03 Па•с перекачивается по трубопроводу диаметром d = 203 мм. Определить максимально возможный при ламинарном течении массовый расход нефти G, кг/с.
Рассчитать величину силы, действующей на круглый люк диаметром d = 200 мм в вакуумированной емкости. Вакуум внутри емкости составляет рвак = 240 мм рт.ст. Емкость находится в атмосфере с давлением Рбар = 760 мм рт. ст.
Как изменится пропускная способность трубопровода длиной L и диаметром d, если при сохранении располагаемого напора в начале трубопровода диаметр трубопровода на половине длины увеличить вдвое? Расчет провести, считая режим течения ламинарным.
Как изменится пропускная способность трубопровода длиной L и диаметром d, если при сохранении располагаемого напора в начале трубопровода диаметр трубопровода на половине длины увеличить вдвое? Расчет провести, считая режим течения квадратичным.
Энергосбережение
Промышленное предприятие в течение года потребляет:
Определите потребности предприятия в условном топливе.
Предприятие на технологию и выработку тепловой и электрической энергии на собственной ТЭЦ использует мазут с
= 12100 ккал/кг.
Дополнительное потребление электроэнергии предприятием составляет ЭАО= 80 млн. кВтч/год.
Потребление мазута на технологию составляет М= 400 т/год. ТЭЦ вырабатывает Q=50103 Гкал/год тепловой энергии с удельным расходом условного топлива bтт=160 кг у.т/Гкал и Э=20106 кВтч/год с удельным расходом условного топлива bэ
=320 г у.т/ кВтч.
Определите годовое потребление предприятием энергии в условном топливе.
Определите годовые суммарные потери условного топлива без использования тепловой энергии продувочной воды в котельной. Паропроизводительность котельной Dк = 48 т/ч, абсолютное давление насыщенного пара Pп = 1,4 МПа, температура исходной воды, поступающей в котельную txв=10 C, годовое число часов использования номинальной паропроизводительности котельной = 6500 ч,
= 0,87. Процент продувки 7%.
Рассчитать количество теплоты, воспринятое в теплообменнике для глубокого охлаждения продуктов сгорания природного газа. Расход топлива северных месторождений 20 тыс. м3/час. Температура газов на входе в теплообменник 160°С, на выходе из теплообменника 40°С. Коэффициент избытка воздуха за котлом 1,4. Характеристики природного газа:
Определить объем аккумулятора Рато для следующих условий: расход пара низкого давления 5000 кг/час, длительность работы паровой машины 1 = 35 с, длительность в перерыве работы машины 2 = 78 с. Давление в аккумуляторе в начале и в конце разрядки соответственно составляет 0,12 и 0,09 МПа.
Расход газа на расширительную турбину составляет 210х103 м3/ч. Давление газа: перед турбиной 1,3 МПа, после турбины 0,17 МПа. Температура газа: перед турбиной 175 С. Рассчитать мощность газовой расширительной турбины. КПД расширительной турбины 85%.
Паропроизводительность котла 50 т/час, из них 55% конденсата возвращается с температурой 92С, температура сырой воды 10С. Определить перерасход топлива из-за невозврата конденсата. Теплота сгорания топлива 35,8 МДж/м3.
Определить долю пара вторичного вскипания в сепараторе давление в котором 0,12 МПа. При давлении пара в барабане котла 4 МПа и 1,4 МПа.
Нагнетатели
Мановакуумметр на всасе водяного насоса показывает разрежение
= 0,05 ат, а манометр на нагнетании избыточное давление 
= 0,85 ат. Разница отметок манометра и вакуумметра 
составляет 0,3 м.
Считая диаметры всасывающего d1 и напорного d2 патрубков одинаковыми, определить напор насоса
.
Насос типа К имеет подачу Q, м3/ч (табл.). Мановакууметр на всасе показывает разряжение P1, мм. рт. ст., манометр на нагнетании – избыточное давление P2, кгс/см2. Расстояние по вертикали между точками замера давления
, м. Определить напор насоса.
Параметры воздушного вентилятора в рабочей точке: подача 30 тыс. м3/ч и напор 65 мм вод. ст. Нагнетательный патрубок имеет квадратное сечение со стороной 1,2 м, всасывающий патрубок круглый диаметром 1,0 м. Вакуумметр на всасе показывает статическое разрежение 260 Па. Определить статическое давление на нагнетании.
Энергоносители
Рассчитать расход воздуха для кислородной установки, производящей 1000 м3/час кислорода с концентрацией 95% и сбросной азот с концентрацией кислорода 1%.
Определить эксергию 1000 кДж холода, полученного при температуре кипения жидкого азота при атмосферном давлении Т=77 К.
Рассчитать до какой температуры охладится воздух на выходе из детандера, если его параметры на входе по приборам t = 30оС, р = 10 МПа, а давление на выходе по манометру р = 0,2 МПа. Адиабатный КПД детандера 0,8. Воздух считать идеальным газом.
Идеальная холодильная машина вырабатывает 5 кВт холода на уровне (-20оС) при температуре окружающей среды 15оС. На сколько изменится мощность привода этой машины, если в конденсаторе и испарителе будет перепад температур 5оС.
Котлы, топливо.
Во сколько раз увеличится расход твердого органического топлива (Сг = 80%, Нг = 10%, Ог = 10%, Wr = 15%) на котельный агрегат при увеличении его зольности с 10 до 40% на рабочую массу? Паропроизводительность котла БКЗ-75/39-250 не изменяется.
Определить потери теплоты с уходящими газами (Q2 в кДж/кг и q2 в %) котельного агрегата Е-320-13,8-560 ГМ, работающего на малосернистом мазуте состава: Wr = 0,2%, Аr = 0,03%, Sr = 0,85, Сr = 86,58%, Hr = 12,04%, Оr = 0,3%, коэффициент избытка воздуха за котельным агрегатом αух = 1,35, температура уходящих газов
ух = 160оС, температура холодного воздуха tхв = 30оС, средняя объемная теплоемкость холодного воздуха схв = 1,3182 кДж/м3К.
Определить потери теплоты с уходящими газами (Q2 в кДж/кг и q2 в %) котельного агрегата Е-10-13 КШ, работающего на фрезерном торфе при повышении температуры уходящих газов ух со 160 до 180оС, если коэффициент избытка воздуха за котельным агрегатом αух = 1,48, средняя объемная теплоемкость холодного воздуха схв = 1,3182 кДж/м3К и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива Q4 = 324,8 кДж/кг. Зольность топлива не учитывать.
Определить потерю теплоты с химическим недожогом котельного агрегата КЕ-25-24-350 С, работающего на челябинском буром угле марки 3Б (теплота сгорания
), если содержание в уходящих газах СО = 2%, Н2 = 1,5%, СН4 = 0,5% (теплоты сгорания компонентов: 
, 
, 
). Потери теплоты с механическим недожогом Q4 = 270 кДж/кг.
Найти расход воды через сетевые насосы и мощность электропривода, если задано: располагаемый напор насоса ΔНсн = 60 кПа (60 м вод.ст.), сопротивление магистральной сети S = 690 м∙с2/м6, коэффициент запаса мощности Кз = 1,1, КПД насоса 0,7 (70%), электропривода 0,9 (90%).
Определить максимальную мощность тепловой потери зданием, кВт, если известно: длина l = 150 м, ширина а = 126 м, высота h = 12 м.
Доля остекления d = 0,1767. Коэффициенты теплопередачи: наружных стен kнс = 0,547 Вт/м2К, окон kок = 5,5 Вт/м2К, потолка kпт = 2,89 Вт/м2К, пола kпл = 4,13 Вт/м2К, коэффициент инфильтрации μ = 0,0584. Температура наружного воздуха tн = -7оС, внутренняя tв = 22оС. Внутренние тепловыделения отсутствуют.
Рассчитать падение давления на участке магистральной тепловой сети (в прямом и обратном трубопроводах вместе), если задано: длина участка l = 3000 м, диаметр трубы dв = 0,514 м, число компенсаторов nк = 16, число задвижек nз = 4, поворотов nпов = 2.Длина вылета П-образного компенсатора hк = 12 м. Удельную потерю давления принять Rl = 35 Па/м. Коэффициенты местных сопротивлений компенсаторов ζк = 2,5, ζз = 0,5 и поворотов ζпов = 0,5.
ГГД
Барометрический высотомер на борту дирижабля показывает давление на высоте полета р = 710 мм рт. ст. Определить, используя модели изохорной и изотермической атмосфер, высоту полета, если условия на земле составляют: давление ро = 760 мм рт. ст., температура tо = 15°С.
В трубопроводе круглого поперечного сечения происходит плавное изменение диаметра сечения от d1 до d2 < d1. Считая течение жидкости в трубопроводе стационарным, определить, в каком сечении трубопровода число Рейнольдса достигает максимального значения.
Вакуум в конденсаторе паровой турбины составляет 200 мм рт. ст. Определить давление в конденсаторе
, если атмосферное давление составляет Ра = 760 мм рт. ст. Выразить величину давления в Барах и Паскалях.
Нефть плотностью ρ = 850 кг/м3 и динамической вязкостью μ = 0,03 Па•с перекачивается по трубопроводу диаметром d = 203 мм. Определить максимально возможный при ламинарном течении массовый расход нефти G, кг/с.
Рассчитать величину силы, действующей на круглый люк диаметром d = 200 мм в вакуумированной емкости. Вакуум внутри емкости составляет рвак = 240 мм рт.ст. Емкость находится в атмосфере с давлением Рбар = 760 мм рт. ст.
Как изменится пропускная способность трубопровода длиной L и диаметром d, если при сохранении располагаемого напора в начале трубопровода диаметр трубопровода на половине длины увеличить вдвое? Расчет провести, считая режим течения ламинарным.
Как изменится пропускная способность трубопровода длиной L и диаметром d, если при сохранении располагаемого напора в начале трубопровода диаметр трубопровода на половине длины увеличить вдвое? Расчет провести, считая режим течения квадратичным.
Энергосбережение
Промышленное предприятие в течение года потребляет:
| природного газа | Gг=20106 нм3 (  = 7950 ккал/нм3); |
| мазута | М=1,2106 т (  = 10000 ккал/кг); |
| угля | У=9104 т (  = 4500 ккал/кг). |
Определите потребности предприятия в условном топливе.
Предприятие на технологию и выработку тепловой и электрической энергии на собственной ТЭЦ использует мазут с
= 12100 ккал/кг.Дополнительное потребление электроэнергии предприятием составляет ЭАО= 80 млн. кВтч/год.
Потребление мазута на технологию составляет М= 400 т/год. ТЭЦ вырабатывает Q=50103 Гкал/год тепловой энергии с удельным расходом условного топлива bтт=160 кг у.т/Гкал и Э=20106 кВтч/год с удельным расходом условного топлива bэ
=320 г у.т/ кВтч.
Определите годовое потребление предприятием энергии в условном топливе.
Определите годовые суммарные потери условного топлива без использования тепловой энергии продувочной воды в котельной. Паропроизводительность котельной Dк = 48 т/ч, абсолютное давление насыщенного пара Pп = 1,4 МПа, температура исходной воды, поступающей в котельную txв=10 C, годовое число часов использования номинальной паропроизводительности котельной = 6500 ч,
= 0,87. Процент продувки 7%. Рассчитать количество теплоты, воспринятое в теплообменнике для глубокого охлаждения продуктов сгорания природного газа. Расход топлива северных месторождений 20 тыс. м3/час. Температура газов на входе в теплообменник 160°С, на выходе из теплообменника 40°С. Коэффициент избытка воздуха за котлом 1,4. Характеристики природного газа:
Определить объем аккумулятора Рато для следующих условий: расход пара низкого давления 5000 кг/час, длительность работы паровой машины 1 = 35 с, длительность в перерыве работы машины 2 = 78 с. Давление в аккумуляторе в начале и в конце разрядки соответственно составляет 0,12 и 0,09 МПа.
Расход газа на расширительную турбину составляет 210х103 м3/ч. Давление газа: перед турбиной 1,3 МПа, после турбины 0,17 МПа. Температура газа: перед турбиной 175 С. Рассчитать мощность газовой расширительной турбины. КПД расширительной турбины 85%.
Паропроизводительность котла 50 т/час, из них 55% конденсата возвращается с температурой 92С, температура сырой воды 10С. Определить перерасход топлива из-за невозврата конденсата. Теплота сгорания топлива 35,8 МДж/м3.
Определить долю пара вторичного вскипания в сепараторе давление в котором 0,12 МПа. При давлении пара в барабане котла 4 МПа и 1,4 МПа.
Нагнетатели
Мановакуумметр на всасе водяного насоса показывает разрежение
= 0,05 ат, а манометр на нагнетании избыточное давление = 0,85 ат. Разница отметок манометра и вакуумметра
составляет 0,3 м.
Считая диаметры всасывающего d1 и напорного d2 патрубков одинаковыми, определить напор насоса
.Насос типа К имеет подачу Q, м3/ч (табл.). Мановакууметр на всасе показывает разряжение P1, мм. рт. ст., манометр на нагнетании – избыточное давление P2, кгс/см2. Расстояние по вертикали между точками замера давления
, м. Определить напор насоса.Параметры воздушного вентилятора в рабочей точке: подача 30 тыс. м3/ч и напор 65 мм вод. ст. Нагнетательный патрубок имеет квадратное сечение со стороной 1,2 м, всасывающий патрубок круглый диаметром 1,0 м. Вакуумметр на всасе показывает статическое разрежение 260 Па. Определить статическое давление на нагнетании.
Энергоносители
Рассчитать расход воздуха для кислородной установки, производящей 1000 м3/час кислорода с концентрацией 95% и сбросной азот с концентрацией кислорода 1%.
Определить эксергию 1000 кДж холода, полученного при температуре кипения жидкого азота при атмосферном давлении Т=77 К.
Рассчитать до какой температуры охладится воздух на выходе из детандера, если его параметры на входе по приборам t = 30оС, р = 10 МПа, а давление на выходе по манометру р = 0,2 МПа. Адиабатный КПД детандера 0,8. Воздух считать идеальным газом.
Идеальная холодильная машина вырабатывает 5 кВт холода на уровне (-20оС) при температуре окружающей среды 15оС. На сколько изменится мощность привода этой машины, если в конденсаторе и испарителе будет перепад температур 5оС.
Котлы, топливо.
Во сколько раз увеличится расход твердого органического топлива (Сг = 80%, Нг = 10%, Ог = 10%, Wr = 15%) на котельный агрегат при увеличении его зольности с 10 до 40% на рабочую массу? Паропроизводительность котла БКЗ-75/39-250 не изменяется.
Определить потери теплоты с уходящими газами (Q2 в кДж/кг и q2 в %) котельного агрегата Е-320-13,8-560 ГМ, работающего на малосернистом мазуте состава: Wr = 0,2%, Аr = 0,03%, Sr = 0,85, Сr = 86,58%, Hr = 12,04%, Оr = 0,3%, коэффициент избытка воздуха за котельным агрегатом αух = 1,35, температура уходящих газов
ух = 160оС, температура холодного воздуха tхв = 30оС, средняя объемная теплоемкость холодного воздуха схв = 1,3182 кДж/м3К.
Определить потери теплоты с уходящими газами (Q2 в кДж/кг и q2 в %) котельного агрегата Е-10-13 КШ, работающего на фрезерном торфе при повышении температуры уходящих газов ух со 160 до 180оС, если коэффициент избытка воздуха за котельным агрегатом αух = 1,48, средняя объемная теплоемкость холодного воздуха схв = 1,3182 кДж/м3К и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива Q4 = 324,8 кДж/кг. Зольность топлива не учитывать.
Определить потерю теплоты с химическим недожогом котельного агрегата КЕ-25-24-350 С, работающего на челябинском буром угле марки 3Б (теплота сгорания
), если содержание в уходящих газах СО = 2%, Н2 = 1,5%, СН4 = 0,5% (теплоты сгорания компонентов: , , ). Потери теплоты с механическим недожогом Q4 = 270 кДж/кг.