26 Теплопередача. Теория горения

26.131 В топке котельного агрегата паропроизводительностью D = 13,4 кг/с сжигается подмосковный уголь марки Б2 состава: С^р = 28,7%; Н^р = 2,2%; S^р_л = 2,7%; N^p = 0,6%; О_р = 8,6%; А_р = 25,2%; W^р = 32,0%. Составить тепловой баланс котельного агрегата, если известны температура топлива при входе в топку t_т = 20 ºС, натуральный расход топлива В = 4 кг/c, давление перегретого пара р_п.п = 4 МПа, температура перегретого пара t_п.п = 450 ºС, температура питательной воды t_п.в = 150 ºС, величина непрерывной продувки Р = 4%; теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания 1 кг топлива V⁰ = 2,94 м³/кг, объем уходящих газов на выходе из последнего газохода V_ух = 4,86 м³/кг, температура уходящих газов на выходе из последнего газохода θ_ух = 160 ºС, средняя объемная теплоемкость газов при постоянном давлении сʹ_рух = 1,415 кДж/(м³·К), коэффициент избытка воздуха за последним газоходом α_ух = 1,48, температура воздуха в котельной t_в = 30 ºС, средняя объемная теплоемкость при постоянном давлении с_рв = 1,297 кДж/(м³·К), содержание в уходящих газах оксида углерода СО = 0,2% и трехатомных газов RO₂ = 16,6% и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q₄ = 4%. Потерями теплоты с физической теплотой шлака пренебречь.

Учебник: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986.pdf

Все задачи из: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986

26.132 Определить в процентах и кДж/кг потери теплоты в окружающую среду, если известны температура топлива на входе в топку t_т = 20 ºС, теплота, полезно использованная в котлоагрегате, q₁ = 84%; потери теплоты с уходящими газами q₂ = 11%, потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива q₃ = 0,5%, потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива q₄ = 4%. Котельный агрегат работает на подмосковном угле марки Б2 с низшей теплотой сгорания = 10516 кДж/кг, содержание в топливе влаги W^р = 32,0%. Потерями теплоты с физической теплотой шлака пренебречь.

Ответ: q₅ = 0,5%; Q₅ = 52,8 кДж/кг.

Учебник: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986.pdf

Все задачи из: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986

26.133 В топке котельного агрегата паропроизводительностью D = 4,2 кг/c сжигается природный газ Дашавского месторождения с низшей теплотой сгорания Q^с_н = 35700 кДж/м³. Определить в кДж/м³ и процентах теплоту, полезно использованную в котлоагрегате, если известны натуральный расход топлива В = 0,32 м³/c, теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания 1 м³ топлива V⁰ = 9,5 м³/м³, давление перегретого пара р_п.п = 4 МПа, температура перегретого пара t_п.п = 400 ºС, температура питательной воды t_п.в = 130 ºС, температура воздуха в котельной t_в = 30 ºС, температура поступающего в топку воздуха tʹ_в = 230 ºС и коэффициент избытка воздуха в топке α_т = 1,1.

Ответ: Q₁ = 35012 кДж/м³, q₁ = 91,0%.

Учебник: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986.pdf

Все задачи из: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986

26.134 Определить, на сколько процентов возрастут потери теплоты с уходящими газами из котельного агрегата при повышении температуры уходящих газов θ_ух со 160 до 180 ºС, если известны коэффициент избытка воздуха за котлоагрегатом α_ух = 1,48, объем уходящих газов на выходе из последнего газохода V_ух = 4,6 м³/кг, средняя объемная теплоемкость газов при постоянном давлении сʹ_р_ух = 1,415 кДж/(м³·К), теоретический объем воздуха, необходимый для сгорания 1 кг топлива V⁰ = 2,5 м³/кг, температура воздуха в котельной t_в = 30 ºС, средняя объемная теплоемкость воздуха при постоянном давлении сʹ_рв = 1,297 кДж/(м³·К) и потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива Q₄ = 340 кДж/кг. Котельный агрегат работает на фрезерном торфе с низшей теплотой сгорания = 8500 кДж/кг.

Ответ: Δq₂ = 1,5%.

Учебник: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986.pdf

Все задачи из: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986

26.135 В топке котельного агрегата паропроизводительностью D = 5,6 кг/с сжигается абанский уголь марки Б2 состава: С^р = 41,5%; Н^р = 2,9%; S^р_л = 0,4%; N^p = 0,6%; О^р = 13,1%; А^р = 8,0%; W^р = 33,5%. Определить в процентах теплоту, полезно использованную в котлоагрегате, если известны натуральный расход топлива В = 1,12 кг/с, давление перегретого пара р_п.п = 4 МПа, температура перегретого пара t_п.п = 400 ºС, температура питательной воды t_п.в = 130 ºС величина непрерывной продувки Р = 3% и температура топлива на входе в топку t_т = 20 ºС.

Ответ: q₁ = 91%.

Учебник: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986.pdf

Все задачи из: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986

26.136 В топке котельного агрегата паропроизводительностью D = 7,22 кг/c сжигается высокосернистый мазут состава: С^р = 83,0%; Н^р = 10,4%; S^р_л = 2,8%; О^р = 0,7%; А^р = 0,1%; W^р = 3,0%. Определить располагаемую теплоту в кДж/кг и теплоту, полезно использованную в котлоагрегате в процентах, если известны температура подогрева мазута t_т = 90 ºС, натуральный расход топлива В = 0,527 кг/c, давление перегретого пара р_п.п = 1,3 МПа, температура перегретого пара t_п.п = 250 ºС, температура питательной воды t_п.в = 100 ºС и величина непрерывной продувки Р = 4%.

Ответ: = 39044 кДж/кг, q₁ = 89,5%.

Учебник: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986.pdf

Все задачи из: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986

26.137 Известно, что плотность теплового потока через стенку, состоящую из слоя стали (δ₁ = 1,5 мм) и теплоизоляции из асбеста (δ_из = 4 мм), составляет q = 20 Вт/м². Определить температуру среды t₁, если α₁ = 10 Вт/(м²·гр), α₂ = 30 Вт/(м²·гр), t₂ = 35 ºС, λ_ст = 65 Вт/(м·гр), λ_из = 0,06 Вт/(м·гр).

26.138 Определить теплопритоки из окружающей среды на 1 погонный метр стального трубопровода d₁ = 12 мм, δ = 2 мм, если на него наложена теплоизоляция толщиной 5 мм из стекловаты, t₁= -8 ºС, t₂= 15 ºС, α₁ = 60 Вт/(м²·гр), α₂ = 20 Вт/(м²·гр), λ_ст = 65 Вт/(м·гр), λ_из = 0,049 Вт/(м·гр).

26.139 (Вариант 69) По стальной трубе, внутренний и внешний диаметр которой соответственно d₁ и d₂, а коэффициент теплопроводности λ₁ = 40 Вт/(м·К) течет газ со средней температурой t_r; коэффициент теплоотдачи от газа к стенке α₁.

Определить коэффициент теплопередачи К от газа к воде, тепловой поток на 1 м длины трубы q₁ и температуры поверхностей трубы. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 4. Определить также температуру внешней поверхности трубы и q₁, если она покрылась слоем накипи толщиной δ = 2мм, коэффициент теплопроводности которой λ₁ = 0,8 Вт/(м·К) (при α₂ = const).

Таблица 4

d₁	d₂	t_r, ºС	t_в, ºС	α₁	α₂
		t_r, ºС	t_в, ºС	Вт/(м²·К)
190	204	1000	140	40	5400

26.140 По горизонтально расположенной стальной трубе λ = 20 Вт/(м·К)) со скоростью ω течет вода, имеющая температуру t_в. Снаружи труба охлаждается окружающим воздухом, температура которого t_воз при давлении 0,1 МПа. Определить коэффициенты теплоотдачи α₁ и α₂ соответственно от воды к стенке трубы и от стенки трубы к воздуху, коэффициент теплопередачи и тепловой поток q_l, отнесенные к 1 м длины трубы, если внутренний диаметр трубы равен d₁, внешний — d₂. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 1.

Указание. Для определения α₂ принять в первом приближении температуру наружной поверхности трубы t₂ равной температуре воды.

Таблица 1

Вариант	t_в, °С	10⸱ω, м/c	t_возд, °С	d₁, мм	d₂, мм
00	120	2,5	18	190	210

Указание. При определении коэффициента теплоотдачи использовать табл. 3 приложения. Ответить на вопросы: Какой режим течения внутри трубы в вашем варианте задачи? Какой режим движения окружающего трубу воздуха? Почему можно при расчете принять равенство температур t₂ t_в?