Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплотехника»




Скачать 30,91 Kb.
НазваниеУчебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплотехника»
страница1/6
Дата03.02.2016
Размер30,91 Kb.
ТипУчебно-методическое пособие
  1   2   3   4   5   6


Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Волжский государственный инженерно-педагогический университет

Автомобильный институт

Кафедра Автомобильный транспорт


А.Г.Китов, Ф.Е.Кальницкий

Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы

по дисциплине «Теплотехника»


Нижний Новгород

2008


ББК 31.3

К 45


Китов А.Г., Кальницкий Ф.Е.

К 45 Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплотехника»: А.Г.Китов, Ф.Е.Кальницкий. – Н.Новгород: ВГИПУ, 2008.


Учебно-методическое пособие содержит достаточно полную информацию, необходимую для выполнения инженерных тепловых и компоновочных расчётов широко распространённых теплообменных аппаратов.

Приведены основные понятия и определения процессов переноса теплоты в пространстве, подробно описан процесс теплопередачи. Приведены основные положения теории подобия применительно к конвективной теплоотдаче и изложена методика применения теории подобия при выполнении расчётов теплообменных аппаратов.

В помощь студентам приведены примеры тепловых и компоновочных расчётов четырёх различных по конструкции типов теплообменных аппаратов. Выполнены расчёты для теплообменников, работающих либо на двух жидких теплоносителях либо для теплообменных аппаратов, в которых один из теплоносителей – влажный насыщенный пар, а второй – охлаждающая жидкость. Приведены необходимые для выполнения расчётов зависимости и ссылки на литературные источники информации.

Приложение пособия содержит справочные данные по теплофизическим свойствам теплоносителей и эскизы конструкций широко применяемых промышленных теплообменных аппаратов.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов специальности 190603.65 - Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт) специализации «Автосервис и фирменное обслуживание».


Учебно-методическое пособие рассмотрено на заседании кафедры «Автомобильный транспорт» и рекомендовано к изданию, протокол №2 от 2.10.2008г.


ББК 31.3


© Китов А.Г., Кальницкий Ф.Е., 2008

© ВГИПУ, 2008


Оглавление


1. Введение

4

2. Цель курсовой работы

4

3. Требования к содержанию и оформлению пояснительной записки

5

3.1. Содержание пояснительной записки

5

3.2. Рекомендации к оформлению курсовой работы

5

4. Исходные данные к курсовым работам

6

5. Основы инженерных тепловых и компоновочных расчётов теплообменных аппаратов

14

5.1 Основные понятия и определения процессов переноса теплоты

14

5.2. Основные положения теплопроводности; гипотеза Фурье

14

5.3. Основные положения конвективной теплоотдачи

16

5.3.1. Закон Ньютона - Рихмана

16

5.3.2. Теория подобия

17

5.3.2.1.Основные положения теории подобия

17

5.3.2.2. Пример использования теории подобия

20

5.4. Основные положения теплового и компоновочного расчётов теплообменных аппаратов

21

5.4.1. Основные понятия и определения, формулировка задачи

21

5.4.2. Уравнение теплового баланса

22

5.4.3. Уравнение теплопередачи

23

6. Заключение

26

7. Приложения

27

7.1. Примеры тепловых и компоновочных расчётов теплообменных аппаратов

27

7.1.1. Курсовая работа №1

27

7.1.2. Курсовая работа №2

34

7.1.3. Курсовая работа №3

39

7.1.4. Курсовая работа №4

46

7.2. Справочные материалы

54

8. Список рекомендуемой литературы

67






1. Введение


1. Настоящее Методическое пособие ориентировано на студентов, изучающих начальный курс дисциплины “Теплотехника” и знакомых с основными положениями дисциплины “Основы гидравлики”.

Выбор предложенных тем курсовой работы определяется чрезвычайно широким распространением теплообменных аппаратов в быту, промышленности и в науке. К ним относятся, например, отопительные приборы и элементы кондиционеров, радиаторы систем охлаждения транспортных двигателей, конденсаторы и котельные установки паровых турбин, теплообменники газотурбинных установок перекачки газа, теплообменные аппараты холодильных установок, теплообменники систем жизнеобеспечения в авиационной и космической технике.

Пособие содержит относительно полную информацию, необходимую для выполнения тепловых и компоновочных расчётов широко распространённых теплообменных аппаратов. Для выполнения курсовой работы студент должен уметь использовать уравнение теплоотдачи Ньютона – Рихмана, одномерное уравнение теплопроводности плоской многослойной стенки, уравнение теплопередачи. Студент должен иметь представление о теории подобия и уметь определять коэффициенты теплоотдачи при течении жидкости и газа, а также при конденсации насыщенного пара на трубах и в каналах теплообменных аппаратов.

2. В Пособии приведены:

- образцы заданий на курсовые работы;

- варианты исходных данных для курсовых работ;

- примеры тепловых и компоновочных расчётов четырёх различных по конструкции типов теплообменных аппаратов. Приведенные расчёты выполнены для теплообменников, работающих либо на двух жидких теплоносителях либо для теплообменных аппаратов, в которых один из теплоносителей – влажный насыщенный пар, а второй – охлаждающая жидкость.

В приложении Пособия приведены справочные данные по теплофизическим свойствам теплоносителей, эскизы конструкций широко применяемых промышленных теплообменных аппаратов, а в примерах курсовых работ имеются необходимые для выполнения расчётов зависимости и ссылки на литературные источники информации.


2. Цель курсовой работы


1. Закрепление полученных студентами теоретических знаний о распространении тепла в пространстве конвекцией, теплопроводностью и при теплопередаче.

2. Приобретение практических навыков в расчётах коэффициентов теплоотдачи при течении жидкостей и газов, а также при конденсации влажного насыщенного пара в теплообменных аппаратах.

3. Обучение правилам и приёмам использования теории подобия в гидродинамических и тепловых процессах.

4. Освоение методов расчёта теплообменных аппаратов.

5. Закрепление знаний в области устройства теплообменных аппаратов.


3. Требования к содержанию и оформлению пояснительной записки


3.1. Содержание пояснительной записки к курсовой работе должно включать описание теплового баланса теплоносителей и описание всех тепловых процессов, из которых состоит теплопередача в рассчитываемом теплообменном аппарате.

Уравнения теплопроводности через многослойную или однослойную стенку (в зависимости от исходных данных к курсовой работе), а также уравнения конвективной теплоотдачи необходимо снабдить комментариями с указанием подходов к определению коэффициентов, определяющих процессы переноса теплоты. Дать описание критериев подобия, используемых для определения коэффициентов теплоотдачи при течении жидкости и при конденсации влажного насыщенного пара. Отметить значимость теории подобия при выполнении расчётов переноса теплоты в пространстве.

Дать комментарии к определению и физической сути среднелогарифмического температурного напора теплообменного аппарата.

Пояснительная записка к курсовой работе должна содержать описание особенностей конструкции рассчитываемого теплообменного аппарата и анализ возможности его совершенствования.


3.2. Рекомендации к оформлению курсовой работы:

Описание выполненных расчётов в пояснительной записке к курсовой работе желательно привести в последовательности, изложенной в примерах расчётов.

При расчёте каждой искомой величины необходимо приводить расчётную зависимость, числовые значения входящих в неё величин и единицу измерения.

Для оценки правильности выбранных расчётных зависимостей и оценки точности выполненных расчётов рекомендуется составить таблицу полученных результатов расчётов и в этой таблице привести собственные результаты и результаты, приведенные в примере расчёта. Допускается заносить в таблицу результаты расчётов, полученные только лишь в последнем приближении.

Пояснительную записку оформить на бумаге формата А4 в соответствии с требованиями к текстовым документам. Расчёты могут выполняться с помощью компьютера с использованием любого программного модуля - BASIC, FORTRAN, MathCad и т.д.

Эскизы теплообменного аппарата и фрагментов его конструкции выполнить карандашом на бумаге формата А4 или же в любом графическом пакете - Нуреr Mesh, AGrapher, MathCad, AutoCAD и т.д. На эскизах теплообменника показать направление движения теплоносителей, проставить наиболее характерные размеры матрицы, габаритные и присоединительные размеры теплообменного аппарата.

4. Исходные данные к курсовым работам


Образец задания на курсовую работу №1


Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Волжский государственный инженерно-педагогический университет

Автомобильный институт

Кафедра Автомобильный транспорт


Задание на курсовую работу

по дисциплине “Теплотехника”


студенту________________________________группы__________курса_______


Произвести тепловой расчет пароводяного подогревателя горизонтального типа.

Исходные данные приведены в варианте №_____к курсовой работе №1.

В число исходных данных входят:

- производительность подогревателя - Q;

- температура нагреваемой воды на входе в подогреватель - t21 и на выходе из подогревателя -t211;

- горячий теплоноситель - сухой насыщенный водяной пар при давлении - Р;

- число ходов теплообменника по нагреваемой воде z = 2;

- поверхность нагрева - латунные трубы (коэффициент теплопроводности λ ≈ 105Вт/м*К ≈ 90ккал/м*час*К) диаметром dвн./dн = 14/16мм. Загрязнение поверхности учесть дополнительным тепловым сопротивлением δ33 = 0,00015м2*час*К/ккал ≈ 0,00013м2К/Вт.

Принять, что температура конденсата на выходе равна температуре насыщения - (tн)

На основе расчетов выбрать аппарат, выпускаемый серийно [1,2].

К защите курсовой работы подготовить расчётно-пояснительную записку и эскизный чертёж подогревателя.

Рекомендуемая литература

1. Пособие по курсовой работе по дисциплине “Теплотехника”. ВГИПУ. г.Н.Новгород. 2006.

2. П.Д. Лебедев, А.А. Щукин. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. “ЭНЕРГИЯ”. Москва. 1979.


Срок сдачи законченной курсовой работы_______________

Дата выдачи задания_________________________________


Разработал

Доцент кафедры

Автомобильный транспорт

Кальницкий Ф.Е.

Таблица №1

Исходные данные к курсовой работе №1 - тепловой расчет пароводяного подогревателя горизонтального типа


варианта


Параметр


1




2




3




4




5



6


7


8

Производительность

подогревателя;

ккал/час


0,7*106



0,85*106


1,15*106


1,30*106


1,45*106


1,65*106


1,80*106


2,0*106

Давление насыщенного

водяного пара;

ат


2


3


5


6


7


8


9


10

Температура нагреваемой воды на входе в подогреватель;

0С


75


72


66


62


58


54


50


45

Температура нагреваемой воды на выходе из подогревателя;

0С


95



Образец задания на курсовую работу №2


Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Волжский государственный инженерно-педагогический университет

Автомобильный институт

Кафедра Автомобильный транспорт


Задание на курсовую работу

по дисциплине “Теплотехника”


студенту________________________________группы__________курса_______


Произвести тепловой расчёт секционного водоводяного подогревателя.

Исходные данные приведены в варианте №_____к курсовой работе №2.

В число исходных данных входят:

- производительность подогревателя Q;

- температура нагреваемой воды на входе в подогреватель t21 и на выходе из подогревателя - t211;

- влияние загрязнения поверхности нагрева подогревателя и снижения коэффициента теплопередачи при низких температурах воды учесть коэффициентом β=0,65;

- поверхность нагрева - стальные трубы (принять коэффициент теплопроводности стали равным λ ≈ 39ккал/мчасК) диаметром dвн./dн=14/16мм;

- температура греющей воды на входе - t11, а на выходе - t111;

- скорость воды Wt в трубках принять по возможности близкой к Wт = 0,9м/c.

Для упрощения расчетов принять плотность воды ρв=1000кг/м3.

На основе расчетов выбрать аппарат, выпускаемый серийно [1,2].

К защите курсовой работы подготовить расчётно-пояснительную записку и эскизный чертёж подогревателя.

Рекомендуемая литература

1. Пособие по курсовой работе по дисциплине “Теплотехника”. ВГИПУ. г.Н.Новгород. 2006.

2. П.Д. Лебедев, А.А. Щукин. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. “ЭНЕРГИЯ”. Москва. 1979.


Срок сдачи законченной курсовой работы_______________

Дата выдачи задания_________________________________


Разработал

Доцент кафедры

Автомобильный транспорт

Кальницкий Ф.Е.


Таблица №2

Исходные данные к курсовой работе №2 - тепловой расчёт секционного водоводяного подогревателя


варианта


Параметр


1




2




3




4




5



6


7


8

Производительность

подогревателя;

ккал/час


0,7*106



0,85*106


1,15*106


1,30*106


1,45*106


1,65*106


1,80*106


2,0*106

Температура греющей воды

на входе в подогреватель;

0С


120


130



147


154


161


168


174


180

Температура греющей воды

на выходе из подогревателя;

0С

85

80

80

80

80

80

80

80

Температура нагреваемой воды на входе в подогреватель;

0С


75


72


66


62


58


54


50


45

Температура нагреваемой воды на выходе из подогревателя;

0С


95



Образец задания на курсовую работу №3


Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Волжский государственный инженерно-педагогический университет

Автомобильный институт

Кафедра Автомобильный транспорт


Задание на курсовую работу

по дисциплине “Теплотехника”


студенту________________________________группы__________курса_______


Произвести тепловой расчет вертикального кожухотрубчатого теплообменника для конденсации насыщенного пара бензола.

Исходные данные приведены в варианте №_____к курсовой работе №3.

В число исходных данных входят:

- массовый расход бензола Gб при атмосферном давлении;

- охлаждающий агент - вода с начальной температурой –tв1 и конечной –tв11;

- термическое сопротивление поверхности теплообмена со стороны бензола – 0,0001м2час*К/ккал, а со стороны воды - 0,0007м2*час*К/ккал;

- стальные трубки теплообменника имеют наружный диаметр dн=25мм и внутренний –dвн=21мм;

- температура кипения бензола при атмосферном давлении tк=80,10С, а скрытая теплота парообразования бензола – r=94,5ккал/кг;

- жидкий бензол отводится при температуре конденсации насыщенных паров;

- бензол в кожухотрубчатом теплообменнике конденсируется в межтрубном пространстве.

Тепловой расчёт теплообменника выполнить на основе параметров аппарата, выпускаемого серийно [1,2].

К защите курсовой работы подготовить расчётно-пояснительную записку и эскизный чертёж подогревателя.

Рекомендуемая литература

1. Пособие по курсовой работе по дисциплине “Теплотехника”. ВГИПУ. г.Н.Новгород. 2006.

2. П.Д. Лебедев, А.А. Щукин. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. “ЭНЕРГИЯ”. Москва. 1979.


Срок сдачи законченной курсовой работы_______________

Дата выдачи задания_________________________________


Разработал

Доцент кафедры

Автомобильный транспорт

Кальницкий Ф.Е.


Таблица №3

Исходные данные к курсовой работе №3 - тепловой расчет вертикального кожухотрубчатого теплообменника

для конденсации насыщенного пара бензола.


варианта


Параметр


1


2


3


4



5


6


7


8


9

Массовый расход

насыщенных паров бензола

при атмосферном давлении;

кг/час


1050



1115


1180


1245


1310


1375


1440


1505


1570

Температура охлаждающей воды на входе в подогреватель;

0С


30


29


27


25


23


21


19


17


15

Температура охлаждающей воды на выходе из подогревателя;

0С


40


39


37


35


33


31


29


27


25

.


Образец задания на курсовую работу №4


Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Волжский государственный инженерно-педагогический университет

Автомобильный институт

Кафедра Автомобильный транспорт


Задание на курсовую работу

по дисциплине “Теплотехника”


студенту________________________________группы__________курса_______


Произвести тепловой и компоновочный расчеты спирального теплообменника для конденсации насыщенного пара бензола.

Исходные данные приведены в варианте №_____к курсовой работе №4.

В число исходных данных входят:

- массовый расход бензола Gб при атмосферном давлении;

- охлаждающий агент - вода с начальной температурой –tв1 и конечной температурой –tв11;

- термическое сопротивление поверхности теплообмена со стороны бензола – 0,0001м2час*К/ккал, а со стороны воды - 0,0007м2*час*К/ккал;

- температура кипения бензола при атмосферном давлении tк=80,10С, а скрытая теплота парообразования бензола – r=94,5ккал/кг;

- жидкий бензол отводится при температуре конденсации насыщенных паров.

К защите курсовой работы подготовить расчётно-пояснительную записку и эскизный чертёж подогревателя.

Рекомендуемая литература

1. Пособие по курсовой работе по дисциплине “Теплотехника”. ВГИПУ. г.Н.Новгород. 2006.

2. П.Д. Лебедев, А.А. Щукин. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий. “ЭНЕРГИЯ”. Москва. 1979.


Срок сдачи законченной курсовой работы_______________

Дата выдачи задания_________________________________


Разработал

Доцент кафедры

Автомобильный транспорт

Кальницкий Ф.Е.


Таблица №4

Исходные данные к курсовой работе №4 - тепловой и компоновочный расчеты спирального теплообменника

для конденсации насыщенного пара бензола.


варианта


Параметр


1


2


3


4



5


6


7


8


9

Массовый расход

насыщенных паров бензола

при атмосферном давлении;

кг/час


1050


1115


1180


1245


1310


1375


1440


1505


1570

Температура охлаждающей воды на входе в подогреватель;

0С


30


29


27


25


23


21


19


17


15

Температура охлаждающей воды на выходе из подогревателя;

0С


40


39


37


35


33


31


29


27


25

.

  1   2   3   4   5   6

Похожие:

Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплотехника» iconМетодические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Креативное управление»
Ж 86 Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Креативное управление» для магистрантов направления подготовки...
Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплотехника» iconУчебно-методическое пособие по курсовому проектированию Рекомендовано к использованию
Методическое пособие предназначено для оказания помощи студентам при выполнении курсовой работы по дисциплине «Радионавигационные...
Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплотехника» iconРуководство к выполнению курсовой работы по дисциплине «Международные экономические отношения»
Руководство к выполнению курсовой работы по дисциплине «Международные экономические отношения» составлено в соответствии с требованиями...
Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплотехника» iconМетодические указания по самостоятельной подготовке к практическим занятиям и выполнению курсовой работы для студентов специальностей 260501. 65 «Технология продуктов общественного питания»
Представлены методические указания по дисциплине «Маркетинг» к выполнению курсовой работы, проведению практических занятий, библиографический...
Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплотехника» iconУчебно-методическое пособие по выполнению и защите дипломной работы для студентов специальности 030501 «Юриспруденция»
Учебно-методическое пособие по выполнению и защите дипломной работы для студентов специальности 030501 «Юриспруденция». Иркутск:...
Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплотехника» iconМетодические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «антикризисное управление»
Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Антикризисное управление» для студентов специальности 080507 «Менеджмент...
Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплотехника» iconМетодические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Бухгалтерский учет»
Название: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине Бухгалтерский учет/ Уфимск гос авиац техн ун-т; Сост....
Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплотехника» iconМетодические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Экономика организаций (предприятий)»
Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Экономика организаций (предприятий)» для студентов специальностей...
Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплотехника» iconМетодические указания к выполнению курсовой работы для студентов всех форм обучения
Приложение Образец оформления личного плана выполнения курсовой работы по дисциплине
Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Теплотехника» iconУчебно-методическое пособие по дисциплине «Страхование»
Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с требованиями фгос впо по направлению 080100. 62 «Экономика»
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница