2. Практические задания для контроля и самостоятельной работы:

Задача № 1. Паросиловая установка работает по циклу Ренкина. Параметры начального состояния: P₁ = 20 бар, T₁ = 300C. Давление в конденсаторе Р₂ =0.04 бара. Определить термический КПД.

Задача № 2. Паровая турбина мощностью N=12000 кВт работает при начальных параметрах р₁ = 80 бар и t₁ = 450С. Давление в конденсаторе р₂ =0.04 бар. В котельной установке, снабжающей турбину паром, сжигается уголь с теплотой сгорания = 25 МДж/кг. КПД котельной установки равен 0,8. Температура питательной воды t = 90C. Определить производительность котельной установки и часовой расход топлива при полной нагрузке паровой турбины и условий, что она работает по циклу Ренкина.

Задача № 3. Параметры пара перед паровой турбиной: p₁ = 90 бар, t₁ = 500С. Давление в конденсаторе p₂ = 0,04 бара . Определить состояние пара после расширения в турбине, если её относительный внутренний КПД равен 0,84.

Задача № 4. На заводской ТЭЦ установлены две паровые турбины с противодавлением мощностью N = 4000 кВт каждая. Весь пар из турбины направляется на производство, откуда он возвращается обратно в котельную в виде конденсата при температуре насыщения. Турбины работают с полной нагрузкой при следующих параметрах пара: p₁=5бар, t₁ = 435С, p₂=1.2 бар. Принимая, что установка работает по циклу Ренкина, определить часовой расход топлива, если КПД котельной 0.84, а теплота сгорания топлива 28500 кДж/кг.

Задача № 5. Для условий предыдущей задачи подсчитать расход топлива в случае, если вместо комбинированной выработки электрической и тепловой энергии на ТЭЦ будет осуществлена раздельная выработка электроэнергии в конденсационной установке и теплоты в котельной низкого давления.

Конечное давление пара в конденсационной установке принять p₂ = 0,04 бар. КПД котельной низкого давления принять тот же, что для котельной высокого давления, η=0,84.

Определить для обоих случаев коэффициент использования теплоты.

Задача № 6. Определить плотность те плов ого потока q, Вт/м², проходящего через стенку котла, если толщина ее 20 мм, коэффициент теплопроводности λ₁ = 50 Вт/(мК); стенка покрыта слоем накипи толщиной 22 мм, λ₂ = 1 Вт/(мК). Температура на поверхности накипи 250С, на наружной поверхности стенки 200C. Найти температуру в плоскости соприкосновения слоев.

Задача № 7. Плоская стальная стенка толщиной δ₁ = 10 мм омывается с одной стороны газами с температурой t₁ = 310С, а с другой изолирована от окружающего воздуха, имеющего температуру t₂ = 10С, плотно прилегающей к ней пластиной толщиной δ₂ = 15мм.

Определить плотность теплового потока и температуры поверхностей стенок, если известно, что коэффициент теплопроводности стали λ₁ = 40 Вт/(мК), а материала изоляционной пластины λ₂ = 0.15 Вт/(мК). Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α₁=25 Вт/(м²К), а от пластины к воздуху α₂ = 10 Вт/(м2К).

Задача № 8. Через трубу диаметром d = 50 мм и длиной L = 3 м со скоростью w = 0.8 м/с протекает вода. Определить средний коэффициент теплоотдачи, если средняя температура воды t₁ = 50С, а температур а стенки t₂ = 70С.

Задача № 9. Определить, какое количество сухого насыщенного пара давлением 0.198 МПа сконденсируется в стальном горизонтальном трубопроводе диаметром d = 140 мм на длине L = 12 м, если он находится в кирпичном канале ab = 0.50.5 м, температура стенок канала t₂ = 20С. Коэффициент теплоотдачи при естественной конвенции в канале α=12Вт/(м²К).

Задача № 10. В теплообменнике G₂ = 2 кг/с воды нагреваются от температуры Т₁ = 20С до Т₂ = 210C горячими газами, которые при этом охлаждаются от температуры t₁ = 410C до температуры t₂ = 250С. Определить поверхность теплообменника при включении его по схеме прямотока и противотока, если коэффициент теплопередачи k = 32 Вт/(Км²) .