Міністерство освіти і науки України. Міністерство освіти і науки України

Міністерство освіти і науки України

Харківський торговельно-економічний інститут

Київського національного торговельно-економічного університету

Кафедра технології та організації ресторанного бізнесу

Методичні вказівки

Та контрольні завдання

для самостійної роботи студентів заочної та денної форми навчання

з навчальної дисципліни: „Теплотехніка”

 

для студентів напряму підготовки 0917 «Харчова технологія та інженерія»

професійного спрямування 6.091711 «Технологія харчування»

що здобувають освітньо-кваліфікаційний рівень “бакалавр”

 

Упорядник: к.т.н., доц. Мартиненко Л.Г.

 

 

    Затверджена

                                                     на засіданні кафедри

                                                               протокол № 10 від 19.05.08

Харків 2008

Передмова

Теплотехніка –галузь техніки, яка виробляє, транспортує, перетворює та використовує тепло. Ці процеси базуються на теоретичних основах термодинаміки та теплопередачі.

Мета викладання дисципліни полягає в підготовці студентів для вивчення ними спеціальних дисциплін: «Устаткування ПРГ», «Процеси і апарати Харчових виробництв». Для цього в курсі "Теплотехніка" вивчаються основні закони технічної термодинаміки та теорії теплообміну, які необхідні для розрахунків режимів роботи та конструювання теплових та ходильних машин, а також для їх експлуатації на підприємствах масового харчування. Крім того, знання одержані в курсі "Теплотехніка" необхідні для розробки технологічних процесів теплової обробки харчових продуктів.

Крім того, для розв'язання технічних задач інженер повинен вміти користуватись існуючими програмними засобами і вміти створювати нові.

Треба звернути увагу ще на один момент. Сьогодні, коли комп'ютер проник у всі області життя і виробництва, а його можливості з кожним днем поширюються, у віртуальному світі можна одержати будь-які непередбачені результати. Знання фізичних законів, вміння грамотно сформулювати задачу і її граничні умови дають можливість спеціалісту відрізнити правдоподібний результат від фантастичного.

 

1 Програма з навчальної дисципліни „ Теплотехніка”

Вступ

Предмет теплотехніки, її місце і роль для професійного спрямування 6.091711 „Технологія харчування Історичний розвиток та проблеми сучасної теплотехніки у зв'язку із розвитком нової техніки і технології. Проблема економії палива і зниження норм витрати теплоти. Охорона навколишнього середовища

 

Основи теорії теплообміну.

Теплопровідність Види теплообміну. Основний закон теплопровідності.. Закон Фур'є. Коефіцієнт теплопровідності Передача теплоти теплопровідністю через плоску і циліндричну стінки при стаціонарному режимі і граничних умовах І і III-роду. Коефіцієнт теплопередачі..

Конвективний теплообмін. Закон Ньютона Коефіцієнт тепловіддачі. Відомості про теорію подібності. Критеріальні рівняння для визначення
коефіцієнта тепловіддачі.

Теплове випромінювання. Основні закони випромінювання. Теплообмін випромінювання між тілами, які роз'єднані прозорим середовищем.

Тепловіддача. Тепловіддача у однофазному середовищі. Тепловіддача при вимушеної течії рідини у трубах. Тепловіддача при поперечному обтіканні труб. Тепловіддача при вільному руху рідини. Тепловіддача при фазових переходах. Тепловіддача при кипінні. тепловіддача при конденсації

Теплопередача. Теплопередача при змінних температурах, баланс теплопередачі при змінних температурах. Основні схеми руху і теплообміну потоків теплоносіїв. Рівняння теплопередачі при змінних температурах для теплового потоку. Середньологарифмічний температурний, напір.

Теплообмінні апарати.  Призначення, класифікація і схеми теплообмінних апаратів. Принцип розрахунку теплообмінних апаратів

Варіанти домашніх робіт

(Журнал класний 07.02.13)

2.1.1 Розрахунок рекуперативного теплообмінного апарата з горизонтальним  розміщенням труб

Вхідні дані:

Варіант	1	2	3	4	5	6
Тиск гріючого пара, МПа	0,13	0,14	0,15	0,16	0,17	0,18
Температура води на вході, ^оС	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5
Температура води на виході, ^оС	60	61	62	63	64	65
Витрати води, кг/с	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8

 

 

Варіант	7	8	9	10	11	12
Тиск гріючого пара, МПа	0,19	0,20	0,21	0,22	0,23	0,24
Температура води на вході, ^оС	6,0	6,5	7,0	7,5	8,0	8,5
Температура води на виході, ^оС	66	67	68	69	70	71
Витрати води, кг/с	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	2,4

 

Варіант	13	14	15	16	17	18
Тиск гріючого пара, МПа	0,25	0,26	0,27	0,28	0,29	0,30
Температура води на вході, ^оС	9,0	9,5	10,0	10,5	11,0	11,5
Температура води на виході, ^оС	72	73	74	75	76	77
Витрати води, кг/с	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0

2.1.2 Розрахунок рекуперативного теплообмінного апарата з вертикальним розміщенням труб

Вхідні дані:

Варіант	19	20	21	22	23	24
Тиск гріючого пара, МПа	0,13	0,14	0,15	0,16	0,17	0,18
Температура води на вході, ^оС	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5
Температура води на виході, ^оС	60	61	62	63	64	65
Витрати води, кг/с	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8

 

Варіант	25	26	27	28	29	30
Тиск гріючого пара, МПа	0,19	0,20	0,21	0,22	0,23	0,24
Температура води на вході, ^оС	6,0	6,5	7,0	7,5	8,0	8,5
Температура води на виході, ^оС	66	67	68	69	70	71
Витрати води, кг/с	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3	2,4

 

Варіант	31	32	33	34	35	36
Тиск гріючого пара, МПа	0,25	0,26	0,27	0,28	0,29	0,30
Температура води на вході, ^оС	9,0	9,5	10,0	10,5	11,0	11,5
Температура води на виході, ^оС	72	73	74	75	76	77
Витрати води, кг/с	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0

 

 

Додаток

 

Таблиця 1 – Теплофізичні властивості води

t, ^oC	p, бар	h^Р,	с, кг/м^3	ср, кДж/кг·К	л, Вт/(м·К)	н·10^6, м^2/с	Pr
За атмосферного тиску
0	1,019	0	999,9	4,217	0,569	1,792	12,99
10	1,013	42,1	999,7	4,193	0,586	1,308	9,30
20	1,013	84,0	988,2	4,182	0,602	1,005	6,96
30	1,013	125,8	995,7	4,179	0,617	0,801	5,40
40	1,013	161,5	992,2	4,179	0,630	0,658	4,32
50	1,013	209,3	988,1	4,181	0,643	0,554	3,54
60	1,013	251,2	983,2	4,185	0,653	0,475	2,97
70	1,013	293.0	977,8	4,190	0,662	0,414	2,54
80	1,013	335,0	971,8	4,197	0,669	0,365	2,20
90	1,013	377.0	965,5	4,205	0,675	0,326	1,94
На лінії насичення
100	1,013	419,0	958,4	4,216	0,680	0,294	1,73
110	1,033	461,3	951,0	4,229	0,683	0,268	1,65
120	1,058	503,7	943,7	4,245	0,685	0,246	1,43
130	2,701	546,3	934,8	4,263	0,687	0,228	1,31
140	3,614	589,1	926,1	4,285	0,687	0,212	1,22
150	4,700	632,2	917,0	4,310	0,686	0,198	1,14
160	6,108	675,5	907,4	4,339	0,684	0,187	1,07
170	7,920	719,1	897,2	4,371	0,681	0,177	1,02
180	10,03	763,1	886,2	4,408	0,676	0,168	0,97
190	12,55	807,5	876,0	4,449	0,669	0,161	0,94
200	15,55	852,4	861,7	4,497	0.663	0,155	0,91

 

Таблиця 4 Термодинамічні властивості води і водяної пара на лінії насичення

p, бар	tn, ^oC	с^РР, кг/м^3	h^Р, кДж/кг	h^РР, кДж/кг	r, кДж/кг
1,0	99,6	0,590	417,4	2675	2258
1.1	102,3	0,645	428,9	2678	2251
1,2	104,7	0,6849	439,1	2683	2244
1.3	107,1	0,755	449,2	2687	2238
1.4	109,3	0,809	458,5	2691	2232
1.5	111,4	0,863	467,2	2694	2227
1.6	113,3	0,916	475,4	2697	2221
1.7	115.2	0,970	483,2	2700	2216
1.8	116,9	1,023	490,7	2702	2211
1.9	118,6	1.076	497,9	2704	2207
2.0	120,2	1.129	504,8	2707	2202
2.1	121.8	1,182	511,4	2709	2198
2,2	123,3	1.235	517,8	2711	2194
2.3	124,7	1.287	524,0	2713	2190
2.4	126,1	1,340	529.8	2715	2185
2.5	127,4	1,392	535,4	2717	2182
2.6	128,7	1,444	540,9	2719	2178
2.7	130.0	1,495	546,2	2721	2175
2.8	131,2	1.548	551,4	2722	2171
2.9	132,4	1.599	556,5	2724	2167
3.0	133,5	1.651	561,4	2725	2164

 

Перелік літератури

1 Конвісор І.О., Паригіна Т.Б. Теплотехніка.: Навчальний посібник.

КНТЕУ. 2003. 184 с.

2 Теплотехніка. (теорія теплообміну, технічна термодінаміка). Конспект лекцій. Київ. КНТЕУ. 2003. 98 с.

3 Методичні вказівки та завдання для самостійної роботи з курсу „Теплотехніка”. Київ. КНТЕУ. 2002.-54 с.

4 Теплотехніка. Збірник задач.-Київ. КНТЕУ. 2006. 49 с.

5 Алабовский А.Н., Недужий И.А. техническая термодинамика и теплопередача. – Киев.: Вища школа. 1990.

6 Теплотехніка. / Под.ред. Баскакова А.П. – Москва.: Энергоатомиздат. 1991.

7 Лашутина Н.Г., Машкова О.В., Медведев Р.М. Техническая термодинамика с основами теплопередачи и гидравлики. – Л.: Машиностроение. 1988.

8 Кулиниченко В.Р. Справочник по теплообменным расчетам. – Киев.: Техника. 1990.

Зміст

Передмова………..………………………………… …….……2

1 Програма з навчальної дисципліни „ Теплотехніка”...……..3

2 Рекуперативний теплообмінний апарат…………………..….7

2.1 Варіанти домашніх робіт………………….………….….….8

3 Тепловий розрахунок теплообмінного апарату ………….....10

4 Конструювання теплообмінного апарата…………………....19

Список літератури……………………………………….........…21

Додатки……………………………………………………......…22

 

Міністерство освіти і науки України