Салаватский индустриальный колледж
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Методические указания и контрольные задания для студентов –
заочников образовательных учреждений среднего
профессионального образования по специальности 140102 «Теплоснабжение и теплотехническое оборудование»
2006
Одобрено предметно Составлена в соответствии с
(цикловой) комиссией государственными требованиями
«___»_______________________ к минимуму содержания и уровню
Протокол №_________________ подготовки выпускника по
Председатель предметной специальности 140102
(цикловой) комиссии «Теплоснабжение и
______________ М.В.Хрипунова теплотехническое оборудование»
Заместитель директора ____________ Г.А. Бикташева
Автор
преподаватель
Салаватского индустриального колледжа Р.Г.Баталова
Рецензент
преподаватель
Салаватского индустриального колледжа А.М.Акакиев
СОДЕРЖАНИЕ
Введение……………………………………………………………………4
Содержание дисциплины…………………………………………………5
Вопросы для контрольной работы……………………………………….15
Примерный перечень лабораторных и практических работ……………17
Литература…………………………………………………………………18
Введение
Учебная рабочая программа учебной дисциплины «Теплотехническое оборудование» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 140102 «Теплоснабжение и теплотехническое оборудование» и является единой для всех форм обучения.
Учебная дисциплина «Теплотехническое оборудование» является дисциплиной специального цикла в структуре основной профессиональной образовательной программы по специальности.
Данная дисциплина предусматривает изучение устройства, принципа действия те6плотехнического оборудования, методик расчета разнообразных теплообменных аппаратов и устройств.
В результате изучения дисциплины студент должен:
иметь представление:
- о научно-технических проблемах и перспективах
- о роли и месте дисциплины «Теплотехническое оборудование» при освоении программы по конкретной специальности и в сфере профессиональной деятельности техника;
- о ресурсо- и энергосберегающих технологиях
знать:
устройство, принцип действия, основные параметры и характеристики теплотехнического оборудования.
уметь:
производить расчеты и выбор теплотехнического оборудования.
Программа рассчитана на 30 часов (в том числе 6 часов лабораторно-практических занятий) для среднего профессионального образования.
В содержании учебной дисциплины по каждой теме приведены требования к формируемым представлениям, знаниям и умениям.
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Введение
Студент должен:
иметь представление:
· о роли и месте знаний по дисциплине и основной профессиональной образовательной программе по специальности и в сфере профессиональной деятельности техника;
знать:
· основную терминологию по теплотехническому оборудованию.
Значение изучаемой дисциплины, ее связь с другими дисциплинами. Применение теплотехнического оборудования в промышленности и коммунальном хозяйстве. Классификация теплопотребляющих установок и теплообменных аппаратов. Основы организации эксплуатации, монтажа теплотехнического оборудования и обеспечение его безаварийной работы. Основные направления и перспективы развития теплотехнического оборудования.
Основные термины и определения согласно государственным стандартам.
Раздел 1 ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ
Тема 1.1 Рекуперативные теплообменные аппараты непрерывного действия
Студент должен:
иметь представление:
· о рекуперативных теплообменных аппаратах непрерывного действия;
знать:
· назначение, типы, устройство, принцип действия рекуперативных теплообменных аппаратов непрерывного действия
· область их применения;
уметь:
· выбирать вид теплообменного аппарата в зависимости от заданных условий теплообмена, изображать схемы теплообменных аппаратов.
Назначение и виды рекуперативных теплообменных аппаратов непрерывного действия, область их применения.
Устройство и принцип действия теплообменных аппаратов: «труба в трубе», секционного трубчатого, пластинчатого, спирального, змеевикового, оросительного, кожухотрубчатого калорифера.
Тема 1.2 Расчет рекуперативных теплообменных аппаратов
Студент должен:
иметь представление:
· о расчете рекуперативных теплообменных аппаратов;
знать:
· методику и основные формулы теплового, конструктивного, гидравлического расчетов теплообменных аппаратов;
уметь:
· выполнять тепловой, конструктивный, гидравлический расчеты рекуперативных теплообменных аппаратов, выбирать теплообменные аппараты по справочной литературе.
Задачи теплового, конструктивного и гидравлического расчетов рекуперативных теплообменных аппаратов.
Тепловой расчет теплообменных аппаратов. Определение площади поверхности нагрева теплообменного аппарата из основного уравнения теплопередачи. Определение мощности теплообменного аппарата из уравнения теплового баланса для различных видов теплоносителей. Определение расхода теплоносителей и их неизвестных параметров. Определение среднего температурного напора и коэффициента теплопередачи аппарата. Выбор теплообменного аппарата по справочной литературе. Проверочный расчет теплообменного аппарата.
Конструктивный расчет теплообменных аппаратов заданного типа. Определение геометрических размеров теплообменных аппаратов по заданным расходам теплоносителей и их параметрам. Расчет теплообменных аппаратов на прочность, определение размеров их отдельных элементов и деталей.
Гидравлический расчет теплообменных аппаратов. Определение гидравлических сопротивлений при движении теплоносителей и потери давления (напора) при заданных скоростях и расходах теплоносителей. Рекомендуемые скорости теплоносителей в теплообменных аппаратах.
Практическая работа № 1
Тема 1.3 Рекуперативные теплообменные аппараты периодического действия
Студент должен:
иметь представление:
· о рекуперативных теплообменных аппаратах периодического действия;
знать:
· назначение, виды, устройство рекуперативных теплообменных аппаратов периодического действия и область их применения;
уметь:
· выбирать теплообменные аппараты в зависимости от заданных условий теплообмена.
·
Назначение, виды, устройство рекуперативных теплообменных аппаратов периодического действия и область их применения;
Принцип составления тепловых балансов рекуперативных теплообменных аппаратов для различных видов теплоносителей. Вывод основного уравнения теплопередачи. Расчетные формулы для определения гидравлических сопротивлений и конструктивных размеров теплообменных аппаратов.
Тема 1.4. Регенеративные теплообменные аппараты
Студент должен:
иметь представление:
· о регенеративных теплообменных аппаратах;
знать:
· назначение, виды, устройство, принцип действия регенеративных теплообменных аппаратов (РТА) и область их применения;
уметь:
· выбирать тип РТА в зависимости от заданных условий теплообмена.
Назначение и виды РТА, область их применения. Устройство и принцип действия РТА с вращающейся металлической и передвижной огнеупорной насадками. Основы теплового расчета РТА.
Тема 1.5. Теплообменные аппараты со смешиванием теплоносителей
Студент должен:
иметь представление:
о теплообменных аппаратах со смешиванием тепалоносителей;
знать:
· назначение, виды, устройство, принцип действия и область применения теплообменных аппаратов со смешиванием теплоносителей, основы их теплового расчета;
· особенности теплообмена при смешивании теплоносителей;
уметь:
· выполнять тепловой расчет теплообменных аппаратов со смешиванием теплоносителей и выбирать их по справочной литературе.
Назначение, виды и область применения теплообменных аппаратов со смешиванием теплоносителей. Основы теплового расчета теплообменных аппаратов. Устройство и принцип действия барботажного, пленочного, струйного, каскадного, форсуночного, насадочного теплообменных аппаратов.
Тема 1.6 Теплообменные аппараты специального назначения
Студент должен:
иметь представление:
· о теплообменных аппаратах специального назначения;
знать:
· назначение, виды, устройство, принцип действия и область применения теплообменных аппаратов специального назначения;
уметь:
· выбирать тип теплообменного аппарата специального назначения в зависимости от заданных условий теплообмена.
Назначение, виды и область применения теплообменных аппаратов специального назначения.
Устройство и принцип действия аппаратов с электрообогревом и кипящим слоем, тепловых труб; основы их теплового расчета.
Раздел 2 ВЫПАРНЫЕ, ДИСТИЛЛЯЦИОННЫЕ И РЕКТИФИКА-ЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ
Тема 2.1 Выпарные установки
Студент должен:
иметь представление:
· о выпарных установках;
знать:
· назначение, виды, устройство, принцип действия и область применения выпарных установок;
· особенности кипения и выпаривания растворов;
· основы теплового и конструктивного расчетов выпарных установок;
· схемы однокорпуспых и многокорпусных выпарных установок;
уметь:
· выполнять расчеты выпарных установок и выбирать их оборудование по справочной литературе в зависимости от заданных условий выпаривания.
Назначение, виды и область применения выпарных установок. Устройство и принцип действия выпарных установок. Основы конструктивного и теплового расчетов выпарных установок. Схема одно- и многокорпусных выпарных установок.
Тема 2.2 Дистилляционные и ректификационные установки
Студент должен:
иметь представление:
· о дистилляционных и ректификационных установках;
знать:
· назначение, виды, устройство и принцип действия дистилляционных и ректификационных установок;
уметь:
· изображать схемы дистилляционных и ректификационных установок;
Назначение, виды, устройство и принцип действия дистилляционных и ректификационных установок.
Практическая работа №2
Тема 2.3. Теплообменные аппараты с химическими превращениями
Студент должен:
иметь представление:
· о теплообменных аппаратах с химическими превращениями;
знать:
· сущность процессов абсорбции и адсорбции;
· назначение, устройство и область применения абсорберов и адсорберов;
уметь:
· выбирать вид сорбционного аппарата в зависимости от заданных условий;
· изображать принципиальные схемы сорбционных аппаратов.
Назначение, виды и область применения теплообменных аппаратов с химическими превращениями Сущность процессов абсорбции и адсорбции. Устройство и принцип действия абсорберов и адсорберов, их принципиальные схемы.
РАЗДЕЛ 3 СУШИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
Тема 3.1 Процессы сушки и их расчет
Студент должен:
иметь представление:
· о процессах сушки и их расчете;
знать:
· сущность процессов сушки, ее виды;
· основные параметры влажного воздуха, принцип построения Н-D диаграммы влажного воздуха и процессов изменения состояния воздуха в сушильных установках;
· понятие об идеальной и действительной конвективных сушильных установках;
· принцип составления материального и теплового балансов для различных типов сушильных установок;
· понятие о статистике и динамике процесса сушки;
· основы расчета сушильных установок;
уметь:
· определять параметры влажного воздуха по Н-D диаграмме;
· изображать процессы изменения состояния воздуха при конвективной сушке материала в Н-D диаграмме; составлять уравнения материального и теплового балансов сушильных установок.
Основные характеристики влажного воздуха. Принцип построения Н-D диаграммы влажного воздуха и процессов изменения состояния воздуха в сушильных установках. Идеальная и действительная сушильные установки. Принцип составления теплового и материального балансов для различных типов сушильных установок. Сущность процесса сушки. Статистка и динамика сушки. Варианты конвективной сушки. Контактная сушка. Основы расчета сушильных установок.
Тема 3.2 Основные типы и конструкции сушильных установок
Студент должен:
иметь представление:
· о основных типах и конструкциях сушильных установок;
знать:
· назначение, виды, устройство, принцип действия сушильных установок и область их применения;
уметь:
· выбирать конструкцию сушильной установки в зависимости от условий сушки и вида высушиваемого материала;
· изображать схемы сушильных установок.
Назначение, виды и область применения сушильных установок.
Устройство и принцип действия конвективных сушильных установок (камерной, барабанной, кипящего слоя, распылительной), контактных сушильных установок (камерной, вальцовой), сушильных установок инфракрасного излучения.
Раздел 4 КОНДЕНСАТНОЕ ХОЗЯЙСТВО ПРЕДПРИЯТИЙ
Тема 4.1 Отвод конденсата из теплопотребляющих аппаратов
Студент должен:
иметь представление:
· о отводе конденсата из теплопотребляющих аппаратов;
знать:
· необходимость сбора и возврата конденсата;
· назначение, виды. устройство, принцип действия и область применения конденсатоотводчиков;
· правила их установки и основы расчета;
уметь:
· выполнять расчет и выбор конденсатоотводчиков в зависимости от условий отвода конденсата из теплообменных аппаратов.
Необходимость сбора и возврата конденсата. Назначение, виды и область применения копденсатоотводчпков.
Устройство и принцип действия различных видов конденсатоотводчиков: конденсационных горшков, гидравлических затворов, подпорных шайб, термодинамических и термостатических конденсатоотводчиков, дроссельных и редукционных вентилей. Правила установки конденсатоотводчиков.
Тема 4.2. Системы сбора и возврата конденсата
Студент должен:
иметь представление:
· о системах сбора и возврата конденсата;
знать:
· назначение и схемы открытых и закрытых систем сбора и возврата конденсата;
уметь:
· выбирать систему сбора и возврата конденсата в зависимости от его параметров и расхода;
· рассчитывать и выбирать по справочникам оборудование систем сбора и возврата конденсата.
Мероприятия по увеличению сбора и возврата конденсата. Основные виды открытых и закрытых систем сбора и возврата конденсата.
Устройство и принцип действия открытых и закрытых систем сбора и возврата конденсата.
Практическая работа №3
Тема 6.3 Холодильные установки
Студент должен:
иметь представление:
· о холодильных установках;
знать:
· назначение, виды, устройство, принцип действия и область применения холодильных установок;
· схемы пароэжекторных, парокомпрессионных и абсорбционных холодильных установок;
уметь:
· изображать схемы холодильных установок, опреде
Назначение, виды и область применения холодильных установок.
Устройство и принцип действия парокомпрессорной холодильной установки, пароэжекторной и абсорбционной установок.
Изображение схем холодильных установок. Определение эффективности работы холодильных установок.
ТАБЛИЦА ВЫБОРА ВАРИАНТОВ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ»
Указание по выбору варианта и определение вопросов и заданий для контрольной работы
Выбор вопросов и заданий к контрольной работе определяется по фамилии, имени и отчеству учащегося, которые записываются в виде таблички, где номер буквы в Ф.И.О. определяет номер задачи, а буква, по ниже приведенной таблице, номер задачи, а буква, по ниже приведенной таблице, номер вопроса, всего вопросов в контрольной работе 4.
Таблица выбор вариантов:
| Буквы ФИО |
Номер задачи |
|||
| 1 |
2 |
3 |
4 |
|
| А, Б, В |
1 |
12 |
23 |
34 |
| Г, Д |
2 |
13 |
24 |
35 |
| Е, Ё |
3 |
14 |
25 |
36 |
| Ж, З, И |
4 |
15 |
26 |
37 |
| Й, К, Л |
5 |
16 |
27 |
38 |
| М, Н, О |
6 |
17 |
28 |
39 |
| П, Р, С |
7 |
18 |
29 |
40 |
| Т, У, Ф |
8 |
19 |
30 |
41 |
| Х, Ц, Ч, Щ |
9 |
20 |
31 |
42 |
| Ш, Э |
10 |
21 |
32 |
43 |
| Ю, Я |
11 |
22 |
33 |
44 |
Пример:
| И |
В |
А |
Н |
О |
В |
П |
Е |
Т |
Р |
| 4 |
12 |
23 |
39 |
Номера заданий будут следующие буквы: буква И первая в фамилии, значит задание в первом столбце 1 строка номер вопроса 4, для буквы В столбец 12 номер вопроса 23 и т.д. В том числе, если фамилии одинаковые, то отсчет номеров вопроса у одного из них, кто имеет больший порядковый номер в журнале, производится в обратном порядке. Если букв не хватает, следующими буквами идут буквы имени.
ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Назначение, виды, устройство и принцип действия дистилляционных установок.
Назначение, виды и область применения выпарных установок.
Классификация выпарных установок
Устройство и принцип действия выпарных установок.
Основы теплового расчетов выпарных установок.
Схема одно- и многокорпусных выпарных установок.
Назначение, виды, устройство и принцип действия ректификационных установок.
Назначение и виды регенеративных теплообменных аппаратов, область их применения
Устройство и принцип работы действия регенеративных теплообменных аппаратов с вращающейся металлической и передвижной огнеупорной насадками.
Назначение, виды и область применения теплообменных аппаратов со смешиванием теплоносителей.
Назначение, область применения, расчет теплообменного аппарата с кипящим слоем.
Принцип построения Н-D диаграммы влажного воздуха и процессов изменения состояния воздуха в сушильных установках.
Идеальная (теоретическая) и действительные сушильные установки.
Принцип составления теплового и материального балансов для различных типов сушильных установок.
Сущность процесса сушки
Варианты конвективной сушки.
Назначение, виды и область применения сушильных установок.
Устройство и принцип действия конвективных сушильных установок (камерной, барабанной, кипящего слоя, распылительной), контактных сушильных установок (камерной, вальцовой), сушильных установок инфракрасного излучения
Виды ВЭР (вторичных энергоресурсов). Их применение
Принцип действия и схема по использованию теплоты отработавшего пара.
Принцип действия и схема по использованию теплоты конденсата
Принцип действия и схема по использованию теплоты охлаждающей воды
Принцип действия и схема по использованию теплоты внутренних тепловыделений зданий.
Общие принципы трансформации теплоты. Рабочие тела, используемые при трансформации теплоты.
Основные показатели, характеризующие работу трансформаторов теплоты и холодильных установок.
Устройство и принцип действия теплонасосных установок: компрессорных, струйных, абсорбционных
Необходимость сбора и возврата конденсата.
Назначение и принцип действия конденсатоотводчиков
Правила установки конденсатоотводчиков.
Назначение, виды и область применения холодильных установок.
Устройство и принцип действия парокомпрессорной холодильной установки, пароэжекторных, парокомпрессионных и абсорбционных.
Классификация теплообменных аппаратов
Назначение и виды рекуперативных теплообменных аппаратов непрерывного действия, область их применения.
Устройство и принцип действия теплообменных аппаратов: «труба в трубе», секционного трубчатого, пластинчатого.
Устройство и принцип действия теплообменных аппаратов: змеевикового, оросительного, калорифера.
Назначение, виды, устройство рекуперативных теплообменных аппаратов периодического действия и область их применения.
Задачи теплового, конструктивного расчетов теплообменных аппаратов.
Определение расхода теплоносителей и их неизвестных параметров.
Определение среднего температурного напора и коэффициента теплопередачи теплообменного аппарата.
Конструктивный расчет теплообменных аппаратов заданного типа.
Определение геометрических размеров теплообменного аппарата по заданным расходам теплоносителей и их параметрам.
Расчет теплообменных аппаратов на прочность, определение размеров их отдельных элементов и деталей
Гидравлический расчет теплообменных аппаратов
Рекомендуемые скорости теплоносителей в теплообменных аппаратах
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ
1.Расчет теплообменного аппарата
2.Расчет дистилляционных и ректификационных аппаратов
3.Расчет трансформаторов теплоты
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Голубков Б.Н. и др. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятии. - М.: Энергия, 1990.
2. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение промышленных предприятии. Под ред. Голубкова Б.И. - М.: Энергоатомиздат, 1993.
Дополнительная
Козин В.Е., Левина Т.А. и др. Теплоснабжение. - М.; Высшая школа, 1980.
Лебедев П.Л- Теплообменные, сушильные и холодильные установки. -М.: Энергия, 1972.
Бакластов А.М., Горбенко В.А., Удыма П.Г. Проектирование, монтаж и эксплуатация теиломассообменных установок. - М.: Энергоиздат, 1981.
Апарцев М.М. Наладка водяных систем централизованного теплоснабжения. Снравочпо-методичсское пособие. - М.: Эпергоатомиздат, 1983.
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. -Л.: Химия, 1981.
Промышленные теплообменные процессы и установки. Под ред.
Бакластова А.М. - М.: Энергоатомиздат, 1986.
Соловьев Ю.П. Проектирование теплоснабжающих установок для промышленных предприятий. - М.: Энергия, 1978.
Водяные тепловые сети. Справочное пособие. Под ред. Громова Н К. и Шубина Е.П. - М: Энергоатомиздат, 1988.
Берковскин Б.М., Кузьминов В.А. Возобновляемые источники энергии. М.: Наука, 1987.