Задание № 4

Задание соответствует содержанию тем №№ 8, 9, 12 и 13 учебной программы. Литература: [5], с.58…67; [1], с.34…62, 99…114, 146…164, 172…195; [2], с.158…252; [3], с.180…205, 251…299...

При ответах на вопросы №№ 4…7 и решении задач №№ 4.1…4.4

использовать материал из конспекта лекций: Манташов А.Т. Теплотехника. Ч.2. Теплоэнергетика сельскохозяйственного производства. Гл.1 – (электронный вариант).

При решении задач №№ 416…4.25 использовать справочные данные работы [2].

Контрольные вопросы

1. Какие Вы знаете процессы фазовых переходов веществ и поясните

характеризующие их параметры?

2. Объясните понятие «влажный воздух», какими параметрами он описывается?

3. Поясните назначение id – диаграммы влажного воздуха. Для произвольного значения i и определите параметры влажного воздуха.

4. Что следует понимать под топливом? Какие горючие и окислители Вам известны?

5. Что понимается под коэффициентом избытка окислителя и как он определяется?

6. Изложите особенности процессов воспламенения и горения гомогенных топлив топлив.

7. Каким образом оцениваются энергетические показатели топлив?

8. Что Вам известно про альтернативные горючие?

9. Изложите требования к микроклимату в сельскохозяйственных сооружениях.

10. Перечислите и поясните принцип работы известных Вам преобразователей энергии топлив в тепловую энергию теплоносителей.

11. Назовите основные системы промышленных котельных установок и поясните принцип их функционирования.

12. Сформулируйте назначение и объясните устройство тепловых сетей.

13. Поясните, как рассчитывается тепловой баланс помещений?

14. Назовите и схематично изобразите известные Вам системы отопления.

15. Поясните работу известных Вам систем горячего водоснабжения.

16. Запишите и объясните, как рассчитать поверхность нагрева отопительного прибора.

17. Перечислите и схематично изобразите виды систем вентиляции, используемых в сельскохозяйственных сооружениях.

18. Объясните последовательность расчета систем вентиляции.

19.Поясните, каким образом подобрать вентилятор для принятой системы вентиляции?

20. Поясните, каким образом осуществляется подбор и обоснование систем холодоснабжения объектов хранения продуктов сельскохозяйственного производства.

21. Назовите особенности поддержания микроклимата в сооружениях защищенного грунта.

22. Объясните последовательность расчета теплопотерь через ограждения.

23. Покажите особенности горячего водоснабжения объектов сельскохозяйственного назначения.

24. Сформулируйте требования к системам кондиционирования воздуха, изобразите принципиальную схему и объясните работу кондиционера.

25. Покажите, связано ли теплоэнергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства с загрязнением окружающей среды?

Задачи

4.1. Природный газ, имеющий условную химическую формулу C_62,3H₂₄₈, сгорает в воздухе массового состава g _N2=0,752 и g _O2= 0,232. Определить стехиометрическое соотношение компонентов топлива.

4.2. Керосин, имеющий массовый состав g _C = 0,867 и g _H = 0,133.

сгорает в смеси с воздухом состава g _N2=0,752 и g _O2= 0,232. Определить действительное соотношение компонентов, если коэффициент избытка окислителя 0,8.

4.3. Биогаз, имеющий химическую формулу NH₃, сгорает с воздухом, условная химическая формула которого N_53,9 O_14,5. Определить действительное соотношение компонентов, если коэффициент избытка окислителя 0,7.

4.4. Найти коэффициент избытка окислителя, если при сгорании бензина (C_72,25 H₁₃₃) с воздухом (N_53,9 O_14,5) на 1кг бензина подается 17.3 кг воздуха.

4.5. Психрометр, установленный в помещении, показывает температуры: t _с= 26 ⁰С и t _м= 19 ⁰С. Используя id – диаграмму влажного воздуха, определить относительную влажность и температуру точки росы в помещении.

4.6. Температура воздуха в сооружении 22 ⁰С, относительная влажность 90%. Используя id – диаграмму влажного воздуха, определить следующие характеристики: энтальпию, влагосодержание, температуру точки росы и парциальное давление водяного пара в помещении.

4.7. Используя id – диаграмму влажного воздуха, определить температуру воздуха в сооружении, температуру точки росы, парциальное давление водяного пара, если относительная влажность воздуха = 90% и влагосодержание d = 17 г/кг.

4.8. В помещении объемом 60 м³ при атмосферном давлении

750 мм рт ст. влагосодержание воздуха d = 9 г/кг. Какую массу воды необходимо испарить в помещении для достижения комфортных условий

(t = 23 ⁰C, = 70%)? При решении использовать i-d диаграмму влажного воздуха.

4.9. В сварочный цех необходима объемная подача воздуха

3500 м³/ч. Используя аэродинамическую характеристику вентилятора (см. [3], с. 300), определить № вентилятора, его КПД и обороты, если необходимое избыточное давление на выходе из вентилятора 900 Па.

4.10. Центробежный вентилятор с диаметром колеса D₂= 0,5 м вращается с частотой 1400 об/мин. Определить объемную подачу вентилятора и создаваемое им избыточное давление, если его КПД равен 75%.

При решении использовать аэродинамическую характеристику вентилятора (см. [3], с. 300),

4.11. Автомобильный гараж размерами 35 м. выполнен из красного кирпича толщиной стен 0,51 м. Гараж имеет 5 двойных окон размером 2 0,78 0,15 м и 5 деревянных ворот размером 3,5 3 м, толщиной

0,06 м. Температура воздуха внутри гаража t_в = 17 ⁰С, снаружи t_н = – 14 ⁰С.

Определить потери тепла через боковые ограждения гаража. Принять

приведенный коэффициент теплопроводности оконных блоков

_пр=0,043 Вт/(м·К), коэффициент теплоотдачи к стенам внутри гаража

₁ = 8,7 Вт/(м²· К), от стен снаружи гаража - ₂ = 27,3 Вт/(м²_··К).

4.12. Одноэтажный деревянный жилой дом размерами 8 5 2,5 м имеет 5 окон из стеклоблоков 1,4. 1,25 0,04 м и дверь размером 2 0,8 0,05 м. Стены дома выполнены из бруса хвойного дерева, толщина стен 0,2 м. Потолок из доски лиственных пород с утеплителем; толщина доски 0,06 м, утеплитель – пенопласт (ПХВ) толщиной 005 м. Пол из сосновой доски, утепленной снизу шерстяным войлоком; толщина доски

0,05 м, войлока – 0,03 м. Определить потери тепла через ограждения, если температура внутри дома t_в = 21⁰С, а температура наружного воздуха t_н = – 24⁰С. Температура среды под полом +5⁰С. Принять приведенный коэффициент теплопроводности оконных блоков _пр= 0,033 Вт/(м·К), коэффициент теплоотдачи к стенам внутри дома ₁ = 7,73 Вт/(м²· К), от наружных стен дома – ₂ = 28,8 Вт/(м²_··К).

4.13. Электромастерская расположена на втором этаже трехэтажного здания. Единственная наружная стена (через нее происходят потери тепла) размерами 8 2,5 м выполнена из силикатного кирпича толщиной 0,51 м. Внутри стена обшита доской толщиной 0,025 м из дерева хвойных пород. В помещении два окна размерами 1,4. 1,25 м из стеклоблоков толщиной

0,04 м Определить потери тепла через стену электромастерской, если комнатная температура t_в = 23 ⁰С, а температура наружного воздуха t_н = – 20⁰С и коэффициент теплоотдачи к стенке внутри ₁ = 9,25 Вт/(м²· К), от наружной стены – ₂ = 28,3 Вт/(м²_··К). Принять приведенный коэффициент теплопроводности для окон _пр= 0,033 Вт/(м·К).

4.14. Для условий предыдущей задачи определить потребную мощность нагревательного прибора, если отвод тепла с вентиляцией соответствуют 1,78 кВт, а подвод тепла от находящихся в электромастерской людей и оборудования равен 2,15 кВт.

4.15. Определить потребную мощность нагревательных приборов в сооружении, где: потери тепла через ограждения равны 14,2 кВт; подача воздуха на вентиляцию =1500 м³/ч; энтальпии наружного и внутреннего воздуха соответственно равны i_н= 10 кДж/кг и i_в= 48 кДж/кг; суммарные теплопритоки от обслуживающего персонала и оборудования составляют

12,3 кВт. Плотность воздуха принять при +15 ⁰С.

4.16. Определить тепловую мощность системы отопления птичника на 5 тыс. трехмесячных кур мясной породы средней живой массой 2.5 кг. Теплопотери через ограждения составляют 25,2 кВт; подача воздуха на вентиляцию =720 м³/ч Параметры наружного воздуха: t_н= - 15⁰С, = 85%. Параметры внутреннего воздуха: t_н=18 ⁰С, = 75%. Плотность воздуха принять при +5⁰С.

4.17. Определить тепловую мощность системы отопления телятника на 200 голов, средней живой массой 60 кг, если теплопотери через ограждения составляют 38,2 кВт. подача воздуха на вентиляцию =1000 м³/ч Параметры наружного воздуха: t_н= - 18 ⁰С, = 85%. Параметры внутреннего воздуха: t_н= 17⁰С, = 75%. Плотность воздуха принять при +0 ⁰С.

4.18. Определить максимальный часовой расход тепла на горячее водоснабжение для санитарно–гигиенических нужд и приготовление кормов при обслуживании 50 телят. Температура водопроводной воды t_х=15 ⁰С, горячая вода поступает при t_u= 65 ⁰C.

4.19. Определить максимальный часовой расход тепла на горячее водоснабжение для санитарно–гигиенических нужд и приготовление кормов на ферме крупного рогатого скота, где содержится молочное стадо в количестве 75 голов Подогрев воды необходимо провести от t_х = 15⁰С

до t_u = 65 ⁰C.

4.20. Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям в телятнике, где содержится молодняк от 4 месяцев и старше в количестве 110 телят со средней живой массой 200 кг. Параметры воздуха внутри телятника: t_в = 18⁰С, = 70%. Параметры наружного воздуха: t_в = –12 ⁰С,

=90%..

4.21. Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям в птичнике – бройлернике на 1500 голов со средней живой массой 1.7 кг. Параметры воздуха внутри птичника::t_в = 18 ⁰С, = 70%. Параметры наружного воздуха: t_в = 5 ⁰С, = 90 %.

4.22. Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям в свинарнике – откормочнике на 300 голов со средней живой массой 120 кг Параметры воздуха внутри свинарника::t_в = 18 ⁰С, = 70%. Параметры наружного воздуха: t_в = – 10 ⁰С, =90%.

4.23. Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям в телятнике, где содержится молодняк от 5 месяцев и старше в количестве 130 телят со средней живой массой 210 кг. Параметры воздуха внутри телятника: t_в = 19⁰С, =65%. Параметры наружного воздуха: t_в = – 10⁰С,

= 95 %..

4.24. Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям в птичнике – бройлернике на 1000 голов со средней живой массой 1,8 кг. Параметры воздуха внутри птичника::t_в = 20 ⁰С, = 70%. Параметры наружного воздуха: t_в = – 15 ⁰С, = 85%.

4.25. Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям в свинарнике – откормочнике на 250 голов со средней живой массой 160 кг Параметры воздуха внутри свинарника: t_в = 17 ⁰С, = 75%. Параметры наружного воздуха: t_в= – 10 ⁰С, = 95%.П

Высшего профессионального образования

Министерство сельского хозяйства

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

“Пермская государственная сельскохозяйственная академия”

имени академика Д.Н. Прянишникова

Кафедра “Тракторы и автомобили”