Контрольная работа. Тепловое оборудование. Торгово-технологическое оборудование. 15351


500

Уважаемый студент!

Представленная ниже работа ранее уже была оценена преподавателем нашего клиента на положительную оценку. Вы можете использовать данный материал в качестве основы для написания собственного проекта, что значительно ускорит процесс Вашей подготовки к нему. И самое главное – ее предлагаем только мы, а значит, такого же исполнения в интернете более нет!

 
Содержание

1. Тепловой баланс аппаратов, принцип его составления и определение
составляющих баланса..........................................................................................................3

2. Электрические нагревательные элементы. Назначение, классификация
области применение. Устройство и характеристики открытых, закрытых и
герметически закрытых нагревательных элементов. Достоинства и недостатки....................8

3. Кофеварки и кофемашины. Назначение, классификация, индексация.
Устройство, принцип действия, отличительные особенности, технические характеристики,
правила эксплуатации. Российский рынок теплового оборудования....................................13

Список использованных источников....................................................................................19


1. Тепловой баланс аппаратов, принцип его составления и опреде­ление составляющих баланса

Энергетический (тепловой) баланс любого аппарата может быть представлен в виде уравнения, связывающего приход и расход энергии (тепла) процесса (аппарата). Энергетический баланс составляется на основе закона сохранения энергии, в соответствии с которым в замкнутой системе сумма всех видов энергии постоянна. Обычно для химических процессов составляется тепловой баланс. Уравнение теплового баланса [1]:

Qпр =Qрасх или

Qпр – Qрасх = 0

Применительно к тепловому балансу закон сохранения энергии формулируется следующим образом: приход теплоты в данном аппарате (или производственной операции) должен быть равен расходу теплоты в том же аппарате (или операции).

Для аппаратов (процессов) непрерывного действия тепловой баланс, как правило, составляют на единицу времени, а для аппаратов (процессов) периодического действия – на время цикла (или отдельного перехода) обработки. Тепловой баланс рассчитывают по данным материального баланса с учетом тепловых эффектов (экзотермических и эндотермических) химических реакций и физических превращений (испарение, конденсация и т.п.), происходящих в аппарате с учетом подвода теплоты извне и отвода ее с продуктами реакции, а также через стенки аппарата. Тепловой баланс подобно материальному выражают в виде таблиц, диаграмм, а для расчета используют следующее уравнение

Qт + Qж + Qг + Qф + Qр + Qп = Q'т + Q'ж + Q'г + Q'ф + Q'р + Q'п

где Qт ,Qж ,Qг – количество теплоты, вносимое в аппарат твердыми, жидкими и газообразными веществами соответственно; Q'т, Q'ж, Q'г –количество теплоты, уносимое из аппарата выходящими продуктами и полупродуктами реакции и не прореагировавшими исходными веществами в твердом, жидком и газообразном виде; Qф и Q'ф –теплота физических процессов, происходящих с выделением и поглощением (Q'ф) теплоты; Qр и Q'р – количество теплоты, выделяющееся в результате экзо- и эндотермических реакций (Q'р); Qп – количество теплоты, подводимое в аппарат извне (в виде дымовых газов, нагретого воздуха, сжигания топлива, электроэнергии и т.п.); Q'п –потери тепла в окружающую среду, а также отвод тепла через холодильники, помещенные внутри аппарата. Величины Qт ,Qж ,Qг, Q'т, Q'ж, Q'г рассчитывают для каждого вещества, поступающего в аппарат и выходящего из него по формуле:

Q = Gсt

где G – количество вещества, с – средняя теплоемкость этого вещества; t – температура, отсчитанная от какой-либо точки (обычно от 00С).

Теплоемкости газов в Дж/(кмоль·К), участвующих в процессе, для данной температуры в 0С (или Т, К) можно подсчитать, пользуясь формулой:

С = а0 + а1Т + а2Т2 (6.5)

Коэффициенты а0, а12 – приведены в справочниках. Чаще всего приходится иметь дело со смесями веществ. Поэтому в формулу (3.4) подставляют теплоемкость смеси Ссм, которая может быть вычислена по закону аддитивности. Так, для смеси трех веществ в количестве G1, G2 и G3, имеющих теплоемкости с1, с2 и с3

Ссм = G1с1 + G2 с2 + G3 с3/ G1 + G2 + G3 (6.6)

Суммарная теплота физических процессов, происходящих в аппаратах, может быть рассчитана по уравнению [3]:

Qф = G1r1 + G2 r2 + G3 r3

где r1, r2 и r3 – теплота фазовых переходов; G1, G2 и G3 – количества компонентов смеси, претерпевших фазовые переходы в данном аппарате.

Количество членов в правой части уравнения должно соответствовать числу индивидуальных компонентов, изменивших в аппарате свое фазовое состояние.

Аналогично рассчитывается расход теплоты на те физические процессы, которые идут с поглощением теплоты (Q'ф): десорбция газов, парообразование, плавление, растворение и т.п. Тепловые эффекты химических реакций могут быть рассчитаны на основе теплот образования или теплот сгорания веществ, участвующих в реакции. Так, по закону Гесса тепловой эффект реакции определяется как разность между теплотами образования всех веществ в правой части уравнения и теплотами образования всех веществ, входящих в левую часть уравнения.

Например, для модельной реакции: А + В = D + F + qр изобарный тепловой эффект будет:

qр = qобр D + qобр F – ( qобр А + qобр В)

Изобарные теплоты образования из элементов различных веществ qобр (или –ΔН0) приведены в справочниках физико-химических, термохимических или термодинамических величин. При этом в качестве стандартных условий приняты: температура 250С, давление 1.01 *105Па и для растворенных веществ концентрация 1 моль на 1 кг растворителя. Газы и растворы предполагаются идеальными.

Тепловой эффект реакции также равен сумме теплот образования исходных веществ за вычетом суммы теплот образования продуктов реакции:

Н = (ΔНобр)исх – (ΔНобр)прод

Для определения зависимости теплового эффекта реакции от температуры применяется уравнение Нернста:

qр = q.р + Δа0Т +(–1/2Δа1Т 2) +(–1/3Δа2Т3)

где .а0, .а1, .а2 – разности соответственных коэффициентов уравнения (6.5) для продуктов реакции и исходных веществ. Значения этих коэффициентов для отдельных реакций приведены в справочниках.

Подвод теплоты в аппарат Qп можно учитывать по потере количества теплоты теплоносителя, например, греющей воды (Gв и св)

Qп = Gвсв(tнач – tкон)

пара Qп = Gr

или же по формуле теплопередачи через греющую стенку:

Qп = kТ F(tr – tх).τ

где kТ – коэффициент теплопередачи; F –поверхность теплообмена; tr – средняя температура греющего вещества (воды, пара); tх –средняя температура нагреваемого вещества в аппарате; r –теплота испарения; . τ –время.

По этой и другим формулам теплопередачи можно также рассчитать отвод теплоты от реагирующей смеси в аппарате или потерю теплоты в окружающую среду Q'п. Эту статью расхода теплоты часто вычисляют по изменению количества теплоты хладагента, например, охлаждающей воды или воздуха. Теплоту, получаемая при сжигании топлива или при превращении электрической энергии в тепловую, подсчитывают по формулам:

для пламенных печей Qп = В Qн р

для электрических печей Qп = N.

где В – расход топлива, м3/с или кг/с; Qрп – низшая теплота сгорания топлива, дж/м3 или Дж/кг; N – мощность печи, Вт; . – размерный коэффициент. При подсчетах теплоты сгорания топлива по его элементарному составу в технических расчетах чаще всего используют формулу Менделеева

Qрн = 339.3С + 1256Н – 109(О – S) – 25.2(9Н + W)

Где С, Н, О, S – соответственно содержание углерода, водорода, кислорода и серы, % масс.; W – содержание влаги в рабочем топливе (с учетом содержания в нем А% золы, N% азота), % масс. Высшая теплота сгорания Qрв вычисляется при условии, что вся вода, образовавшаяся при сгорании, влага, первоначально содержащаяся в топливе, конденсируется из отходящих газов в жидкость и охлаждается до первоначальной температуры, с которой поступает топливо в топку определяется по формуле [3]:

Qрв = Qрн + 25.2 (9Н + W)

На основе элементарного состава топлива, теоретический расход воздуха G(в кг на 1 кг топлива) рассчитывается по уравнению

Gтеор. = 0.116с + 0.348Н + 0.0135(S – О)

Количество тепла, вносимого влажным воздухом, Iвозд, можно подсчитать по формуле:

Iвозд = . Gтеор(1.02 + 1.95х)tвозд.

где Gтеор– теоретический расход воздуха (в кг), идущего на сжигание 1 кг рабочего топлива; . – коэффициент избытка воздуха (практически обычно для твердого топлива . берется от 1.3 до 1.7); 1.02 – удельная теплоемкость воздуха; 1.95 – удельная теплоемкость водяных паров; х – влагосодержание воздуха (в кг) на 1 кг сухого воздуха; tвозд – температура воздуха, поступающего на сгорание.

20 стр.

Уважаемый студент, если тема Вашего проекта полностью совпадает с вышеуказанной,  не стоит сомневаться, Вы останетесь довольны выбором.

Но если же данный вариант Вам не совсем подходит, мы поможем с написанием новой работы согласно Вашим требованиям.

Заполнив форму Вы сможете узнать стоимость Вашей работы бесплатно.

И, конечно же, Вы всегда можете обратиться к нам с любыми проблемами в учебе!
Кроме того, если Вам интересно глубоко разобраться в предмете, мы готовы научить Вас решать задачи, подготавливать рефераты, курсовые, дипломы и иные работы самостоятельно.