Бурдочкин Ю.С. Энергоснабжение объектов

Подождите немного. Документ загружается.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Рубцовский индустриальный институт

Ю.С. Бурдочкин

Энергоснабжение объектов

Программа курса, задания и методические указания

к выполнению контрольных работ для студентов вузов

специальности 100400 заочной формы обучения

Рубцовск 2002

УДК 658.26

Энергоснабжение объектов: Программа курса, задания и методические указания к выполне-

нию контрольных работ для студентов специальности 100400 заочной формы обучения / Состави-

тель Ю.С. Бурдочкин / Рубцовский индустриальный институт. – Рубцовск: РИО, 2002. - 15 с.

В данном методическом материале приведена программа курса, контрольные вопросы, кото-

рые включены в экзаменационные билеты, приведены задания на контрольные работы, которые

сопровождены методическими указаниями. В приложении А приведены справочные материалы,

необходимые для выполнения контрольных работ.

Рассмотрены и одобрены

на заседании кафедры

электроэнергетики

Протокол № 7 от 21.03.02

Рецензент: зав. кафедрой физики и химии,

к.ф.-м. н. В.В. Борисовский

©Рубцовский индустриальный институт, 2002

1. Программа курса

1.1 Введение

Характеристика различных видов энергоносителей систем энергоснабжения и их роль в со-

временном хозяйстве [1; 3].

1.2 Теплоснабжение

Основы процесса теплообмена. Расчет тепловых затрат на отопление. Теплоносители. Водя-

ное отопление. Отопительные приборы и расчет их количества. Характеристика различных систем

водяного отопления.

Присоединение систем отопления к тепловым сетям. Монтаж и эксплуатация систем водяно-

го отопления. Другие системы отопления [1; 2; 3].

1.3 Горячее водоснабжение

Способы получения горячей воды. Водоподогреватели и их расчет. Схемы горячего водо-

снабжения. Материалы и оборудование [1; 3].

1.4 Источники теплоснабжения

Централизованное и децентрализованное теплоснабжение. Тепловые схемы котельных, ТЭЦ,

АТЭЦ, АСТЭ. Типы котлов [1; 3].

1.5 Тепловые сети

Способы прокладки тепловых сетей. Выбор трасс. Теплоизоляция. Оборудование тепловых

сетей: опоры, компенсаторы, арматура [1; 6].

1.6 Вентиляция

Воздухообмен и системы вентиляции. Естественная вентиляция. Аэрация зданий. Системы

механической вентиляции: общеобменная и местная, приточная и вытяжная. Оборудование для

нагрева и очистки воздуха. Калориферы и их расчет.

Местная вентиляция: отсосы, воздушные души и оазисы [1; 2; 3].

1.7 Водоснабжение

Системы водоснабжения. Требования к качеству воды. Источники водоснабжения и водоза-

борные сооружения.

Схемы сетей наружного и внутреннего водопровода. Оборотное водоснабжение. Монтаж и

эксплуатация систем водоснабжения [1; 4; 5].

1.8 Водоотведение

Виды стоков и систем водоотведения. Условия приема сточных вод в городские сети. Ло-

кальные очистные сооружения.

Сети внутренней и наружной канализации. Трубы и фасонные части. Сети для отвода атмо-

сферных вод [1; 3; 4].

1.9 Газоснабжение

Состав природных газов и способы их добычи. Обработка и транспортировка газа. Газовые

сети.

Эксплуатация систем газоснабжения. Снабжение потребителей сжиженными газами [1; 2; 3].

1.10 Снабжение объектов другими энергоносителями

Воздухоснабжение. Компрессоры и компрессорные станции.

Снабжение предприятий кислородом и другими газами [1].

1.11 Энергоснабжение и энергосбережение

Основные положения энергосбережения. Организация управления потреблением и энергосбере-

жением [1].

Основная и дополнительная литература

1. Бурдочкин Ю.С. Энергоснабжение объектов и производственная энергетика. Рубцовск: РИО. -

2001. – 171 с.

2. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. -М: Строй-

издат, 1991, - 480 с.

3. Ливчак И.Ф., Иванова Н.В. Основы санитарной техники. - М: Высшая школа, 1984. - 184 с.

4. Кедров В.С., Пальгунов П.П., Сомов М.А. Водоснабжение и канализация. -М: Стройиздат.

1984, - 288 с.

5. Эксплуатация систем водоснабжения, канализации и газоснабжения. Справочник. -М: Строй-

издат, 1988, - 383 с.

6. Теплотехническое оборудование и теплоснабжение предприятий. /Под общей редакцией Б.Н.

Голубкова –М.: Энергия. 1979.

2 Задания на контрольные работы

В процессе изучения курса данной дисциплины каждый студент должен выполнить две кон-

трольные работы согласно своему варианту. Каждая контрольная работа состоит из трех вопросов

по теоретическому курсу и расчетных заданий. Номера вопросов и задания для каждого из вариан-

тов приведены в таблице 1. Большинство из приведенных вопросов и заданий входят в экзамена-

ционные билеты по дисциплине "Энергоснабжение объектов", поэтому студенту рекомендуется

помимо выполнения контрольных работ самостоятельно ответить на вопросы всего курса и про-

решать другие расчетные задания, пользуясь методическими указаниями, приведенными в разделе

Таблица 1 - Варианты заданий на контрольные работы

Контрольная работа 1 Контрольная работа 2 N

Ва

ри

ан-

та

№

вопросов

№ расчет-

ного зада-

ния

№ вопросов

№ рас-

четного

задания

1 1 11 21 1/1 2/1 31 41 58 4/1

2 2 12 22 1/2 2/2 32 42 59 4/2

3 3 13 23 1/3 2/3 33 43 60 4/3

4 4 14 24 1/4 2/4 34 44 61 4/4

5 5 15 25 1/5 2/5 35 45 62 4/5

6 6 16 26 1/6 2/6 36 46 63 4/6

7 7 17 27 1/7 2/7 37 47 64 4/7

8 8 18 28 1/8 2/8 38 48 65 4/8

9 9 19 29 1/9 2/9 39 49 66 4/9

10 10 20 30 1/10 2/10 40 50 67 4/10

11 1 16 29 1/12 3/1 31 49 51 4/11

12 2 15 28 1/13 3/2 32 48 52 4/12

13 3 14 27 1/14 3/3 33 47 53 4/13

14 4 13 26 1/15 3/4 34 46 54 4/14

15 5 12 25 1/15 3/5 35 45 55 4/15

16 6 11 24 1/16 3/6 36 44 56 5/1

17 7 19 23 1/17 3/7 37 43 57 5/2

18 8 17 22 1/18 3/8 38 42 58 5/3

19 9 18 21 1/19 3/9 39 41 59 5/4

20 5 12 29 1/20 3/10 40 50 60 5/5

2– 1 Вопросы к контрольным работам по дисциплине

"Энергоснабжение объектов"

1. Что следует понимать под термином "энергоснабжение"?

2. Дайте характеристику основных процессов теплообмена.

3. Что такое микроклимат помещений и какими устройствами он обеспечивается?

4. Каков порядок определения теплопотерь здания?

5. Приближенное определение теплопотерь здания.

6. Приведите классификацию систем отопления.

7. Дайте сравнительную характеристику теплоносителей.

8. Опишите принцип работы системы водяного отопления с естественной циркуляцией. Приведите

схему.

9. Какие требования предъявляются к отопительным приборам? Приведите описание приборов

типа МС, РСГ и др.

10. По каким схемам подключаются отопительные приборы? Приведите разновидности схем од-

нотрубной системы водяного отопления.

11. Что означает "номинальный тепловой поток прибора"?

12. Назначение и принципы гидравлического расчета системы водяного отопления.

13. По каким схемам присоединяют системы отопления зданий к тепловым сетям?

14. Оборудование тепловых пунктов. Принцип работы элеватора.

15. В каких системах отопления применяется расширительный бак? Определение его полезного

объема.

16. Дайте описание работы парового отопления.

17. Принцип работы панельно-лучистого отопления.

18. Требования, предъявляемые к горячей воде.

19. Способы получения горячей воды.

20. Виды водоподогревателей и расчет поверхности нагрева.

21. Приведите схемы горячего водоснабжения и дайте их описание.

22. Материалы и оборудование, применяемое в системах горячего водоснабжения.

23. Какие источники теплоснабжения вам известны? Опишите работу ТЭЦ.

24. Состав тепловых сетей и их классификация.

25. Способы прокладки тепловых сетей.

26. Типы и назначение опор тепловых сетей.

27. Каково назначение компенсаторов? Конструктивное их исполнение.

28. Требования, предъявляемые к тепловой изоляции, и применяемые материалы.

29. Назначение систем вентиляции и факторы, устраняемые системами вентиляции.

30. Что такое воздухообмен?

31. Характеристика систем вентиляции по способу перемещения воздуха и по назначению.

32. Характеристика систем вентиляции по способу организации воздухообмена.

33. Расчет количества вентиляционного воздуха.

34. Естественная вентиляция; принцип ее работы и порядок расчета.

35. Механическая вентиляция; состав конструктивных элементов.

36. Вентиляторы, их устройство и типы по назначению.

37. Оборудование, применяемое для подогрева воздуха, схемы его установки и подключения.

38. Расчет площади нагрева калориферов.

39. Какое оборудование применяется для очистки воздуха, чем оно характеризуется?

40. В каких случаях применяется местная вентиляция, ее типы?

41. Дайте описание систем водоснабжения.

42. Перечислите основные требования, предъявляемые к воде.

43. Как определяется норма водопотребления?

44. Как осуществляется добыча воды из подземных источников?

45. Получение воды из поверхностных источников.

46. Наружные сети водоснабжения: схемы и применяемые материалы.

47. Сети внутреннего водопровода.

48. Какие типы противопожарных установок вам известны?

49. Назначение и принцип работы оборотного водоснабжения.

50. Основные задачи службы эксплуатации систем водоснабжения.

51. Что такое водоотведение? Дайте характеристику сточных вод.

52. Приведите характеристику систем водоотведения.

53. Требования, предъявляемые к стокам, поступающим в городскую канализацию.

54. Устройство внутренней канализации.

55. Устройство наружной канализации.

56. В каких случаях при водоотведении устанавливаются насосные станции; их устройство и обо-

рудование.

57. В каких случаях и как устраивают сети для отвода атмосферных вод?

58. Способы получения газов: природных и искусственных.

59. Как осуществляется добыча, обработка и транспортировка газов?

60. Классификация газопроводов по давлению и назначению.

61. Назначение и устройство ГРП и ГРУ.

62. Эксплуатация систем газоснабжения.

63. Какие газы можно отнести к сжиженным? Как осуществляется снабжение потребителей ими?

64. Назначение систем воздухоснабжения; генераторы сжатого воздуха.

65. Опишите принципы работы объемных и динамических компрессоров.

66. Компрессорные станции и их классификация.

67. Для каких целей необходима вода при получении сжатого воздуха?

68. Основные способы получения кислорода. Стадии технологического процесса.

2-2 Расчетные задания

Задание № 1. Согласно варианту (таблица 2) рассчитать расход тепла на отопление здания и

для заданной части здания рассчитать количество отопительных приборов. Теплоизлучением тру-

бопроводов пренебречь.

Таблица 2

№ Наименование зда-

ния

Размеры

АхВхН, м

Часть зда-

ния, m

Тип при-

бора

1 Жилое здание 6х12х3,5 1,0 МС-140

2 Жилое здание 9х25х6 0,1 МС-90

3 Жилое здание 9х25х15 0,05 РСВ

4 Жилое здание 9х25х12 0,1 РСГ

5 Механосборочный

цех

18х50х9 0,05 ТР

6 Механосборочный

цех

24х60х8 0,01 РСГ

7 Механосборочный

цех

24х70х7 0,01 КН20

8 Механосборочный

цех

24х50х7 0,01 РСВ

9 Деревообделочный 18х60х7 0,02 МС-140

10 Деревообделочный 24х48х8 0,01 РСГ

11 Деревообделочный 24х36х6 0,05 КН-20

12 Деревообделочный 24х36х8 0,1 ТР

13 Гараж 18х30х6 0,2 ТР

14 Гараж 12х30х5 0,5 КН20

15 Термический цех 24х48х8 0,01 РСГ

16 Термический цех 24х60х8 0,01 КН20

17 Термический цех 18х48х8 0,02 ТР

18 Бытовые цеха 9х12х3,5 0,5 МС-140

19 Бытовые цеха 9х15х3 0,8 РСВ

20 Бытовые цеха 6х24х7 0,4 РСГ

Принять расчетные температуры: наружного воздуха – 30

С; внутри помещений: для жилых

+20

С, для цехов +16

С, для гаража +12

С, для бытовых помещений цехов +18

С.

Задание № 2

Определить полезную емкость расширительного бака для системы водяного отопления с ес-

тественной циркуляцией, емкость системы отопления V

приведена в таблице 3.

Таблица 3

№

вар.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Vс,

2,5 3 3,2 3,5 2,0 2,3 4,0 2,4 2,8 3,7

Задание № 3

Определить температурное удлинение участка трубопроводов тепловой сети, расположенно-

го между двумя неподвижными опорами и на какую величину необходимо растянуть гибкие ком-

пенсаторы. Длина участка l

уч

и параметры теплоносителя t

приведены в таблице 4.

Таблица 4

№

ва-

ри-

ан.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

уч

80 90 10

110 120 70 85 95 10

0/6

120/

0/6

120/

130/

0/5

Задание № 4

Определить площадь нагрева змеевика указанного типа водонагревателя для нагрева задан-

ного объема воды до заданной температуры, в течение часа.

Все необходимые исходные данные приведены в таблице 5.

Таблица 5

№

вар.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

емкостный Тип

во-

дона-

гре-

вате-

ля

водоводяной пароводяной

Объ-

ем, л

150 20

300 350 400 45

20/

20/6

20/

10/8

10/

/Т

0/7

120/

0/8

140/

150/

0/9

Продолжение таблицы 5

№ варианта 11 12 13 14 15

Тип водона-

гревателя

Скоростной пароводяной

Объем, л 400 500 600 700 1000

C 15/80 15/80 15/80 10/80 10/80

/Т

C 140/9

140/90 150/95 150/95 170/95

Задание № 5

Определить мощность электрического водонагревателя для нагрева заданного количества

воды до определенной температуры, t

, в течение заданного времени Т. Исходные данные приве-

дены в таблице 6.

Таблица 6

№ вариан-

та

1 2 3 4 5

G, кг 40 50 70 80 100

С 10/70 10/80 15/90 15/80 15/80

Т, час 1 1,5 2 2,5 3

3. Методические указания к выполнению расчетных заданий

3.1. Общие указания

При выполнении задания необходимо кратко давать пояснения, что определяете, какие зна-

чения коэффициентов и справочных данных принимаете, и давать ссылки на источники информа-

ции. Не забывайте ставить размерности у определяемых величин.

3.2. К заданию № 1

Задание № 1 выполняется в следующей последовательности:

1. Определяется объем расчетного здания по наружным размерам:

.НВАV

⋅

2. По таблице 1.1 [1] или по таблице А1 приложения А находим удельный расход тепла q

уд

на отопление для заданного типа здания и полученного объема. По найденной величине q

уд

вычис-

ляем расход тепла на систему отопления для всего здания по формуле

(

)

,, нвннудoc

ttVqQ −⋅=

Следует обратить внимание при определении удельного расхода тепла, что большему объ-

ему здания соответствует меньший удельный расход тепла. Далее определяем расход тепла

)(

ВтQ

для заданной части здания

mQQ

ococ

⋅=

Для заданного типа отопительного прибора по таблице А2 приложения А находим номи-

нальную плотность теплового потока q

ном

, Вт/м

и площадь поверхности нагрева f

, м

всего при-

бора или секции (для МС-140 и МС-90). Так как в задании не заданы температура теплоносителя и

расход воды в приборе, то принимаем их равными номинальным, и определяем расчетную пло-

щадь поверхности отопительных приборов

ββ

⋅=

ном

где

- коэффициент учета теплового потока приборов за счет округления до стандартных

значений

=1,02÷1,12;

- коэффициент, учитывающий дополнительные потери тепла в зависи-

мости от места установки отопительных приборов;

=1,02÷1,04 –при установке приборов под ок-

нами;

=1,07÷1,1 - при установке у остекления.

Количество приборов определяется по формуле

Найденное количество округляется до ближайшего целого значения.

Расчетное число секций чугунных радиаторов типа МС-140, МС-90 определяется по форму-

ле

⋅=

где

– коэффициент, учитывающий число секций в радиаторе, при числе секций от 3 до 15

=1;

- коэффициент, учитывающий способ установки радиаторов, при установке радиаторов в

нише

– 1,03-1,05.

Найденное количество секций МС-140, МС-90 необходимо собрать в радиаторы с количест-

вом секций 7-12 в радиаторе.

3.3 К заданию № 2

Полезная емкость расширительного бака системы водяного отопления определяется по фор-

муле

р.б

.=0,0006⋅∆t

⋅

где 0,0006 – коэффициент объемного расширения воды; ∆t=t

-t

– максимально возможное

изменение температуры воды в системе отопления; можно принять температуры t

=5÷10

=95÷98

C; V

– объем воды, заполняющий систему отопления. Следует помнить, что полезный

объем расширительного бака - это объем, занимаемый от сигнальной до переливной трубок. Фак-

тический объем бака на 15-25 % больше полезного.

3.4 К заданию № 3

Температурное удлинение стальных труб ∆l определяется по формуле

∆

l=0,0012⋅∆t⋅l

уч

где 0,0012 – коэффициент температурного удлинения стали;

∆t=t

-t

– максимальная разность температур теплоносителя и температуры воздуха при мон-

таже трубопроводов, можно принимать t

=15÷25

C; l

уч

– длина участка трубопровода. Гибкие

компенсаторы перед монтажом растягивают наполовину длину компенсирующей способности.

3.5 К заданию № 4

Прежде чем определять площадь поверхности нагрева того или иного водонагревателя, не-

обходимо определить расчетное количество тепла Q

, Вт, необходимое для нагрева заданного ко-

личества воды до заданной температуры, по формуле

=G(t

-t

)⋅4,19⋅0,278,

где G – количество нагреваемой воды, кг/ч;

и t

– конечная и начальная температура воды,

С;

4,19 – теплоемкость воды кДж/(кг⋅

С);

0,278 – коэффициент перевода кДж/ч в Вт.

Площадь поверхности нагрева змеевика водонагревателя F

3м

, м

определяется по формуле

1,1

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

⋅

кнкн

ttТТ

где 1,1 – коэффициент, учитывающий потери тепла;

и Т

– начальная и конечная температура теплоносителя;

и t

– начальная и конечная температура нагреваемой воды;

К – коэффициент теплопередачи змеевика кДж/ (кг⋅

С).

Для емкостных водонагревателей при теплоносителе - паре он составляет 520-640, а при теп-

лоносителе – воде – 350-450, для скоростных противоточных пароводяных водоподогревателей –

2800-3000 кДж/(кг⋅

С.)

3.6 К заданию № 5

Начальный ход решения задания № 5 не отличается от хода решения задания № 4, т.е. опре-

деляют необходимое количество теплоты для нагрева воды. Затем определяют мощность электри-

ческого водонагревателя с учетом его коэффициента полезного действия

, и заданного време-

ни нагрева Т, час, по формуле

1,1

⋅

где

=0,85-0,9 – коэффициент полезного действия электрических водонагревателей аккуму-

ляционного типа; Т, час – заданное время нагрева воды.

Приложение А (справочное)

Таблица А1 - Укрупненные показатели расхода теплоты на отопление

Вид помещения Объем V, тыс.м3 Расход теплоты на

отопление q

уд

Вт/м

Жилые и общест-

венно-

коммунальные

здания

Чугунолитейные

цехи

Термические цехи

Кузницы

Механосборочные

цехи

До 1

1-5

5-10

10-25

25 и выше

10-150

5-30

30-100

5-20

20-200

5-50

0,76-0,58

0,47-0,44

0,44-0,38

0,38-0,31

0,30-0,28

0,23-0,12

0,41-0,23

0,35-0,29

0,29-0,17

0,58-0,47

0,47-0,23

0,52-0,35