Расчет потребного количества металлопроката, необходимого для ремонта теплоэнергетических установок и систем




ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК И СИСТЕМ

 

 

Методические указания для проведения практических

занятий по дисциплине «Эксплуатация теплоэнергетических установок и систем» для студентов, обучающихся по направлению подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника»,

профиль подготовки «Промышленная теплоэнергетика»

 

 

Новокузнецк

 

УДК 621.745.3:662.9

Э43

 

Рецензент

кандидат технических наук, доцент,

заведующий кафедрой металлургии черных металлов СибГИУ

С.В. Фейлер

 

Э43 Эксплуатация теплоэнергетических установок и систем: метод. указ. / Сиб. гос. индустр. ун-т.; сост. В.М. Павловец. – Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ, 2017. – 15 с.

 

Содержат типовые задачи в области эксплуатации теплоэнергетических установок и систем в промышленной теплоэнергетике с примерами решения и вариантами заданий для самостоятельного решения, вопросы для самоконтроля, список рекомендуемой литературы.

Предназначены для студентов, выполняющих практические задания по дисциплине «Эксплуатация теплоэнергетических установок и систем» для студентов, обучающихся по направлению подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника». Профиль подготовки «Промышленная теплоэнергетика».

Печатается по решению учебно-методической комиссии института металлургии и материаловедения.

 


 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Необходимость изучения специальных дисциплин по направлению подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника» и профиля подготовки «Промышленная теплоэнергетика» обусловлена важностью решаемых производственных проблем, напрямую связанных с ресурсосбережением и повышением эффективности теплотехнологий. Эти проблемы важны в металлургии, теплоэнергетике, машиностроении, химии и в других отраслях техники.

Изучение данной дисциплины включает несколько циклов: освоение материала дисциплины самостоятельно, знакомство с моделями и реальными технологическими устройствами на практических занятиях, решение прикладных задач самостоя­тельным выполнением примеров и индивидуальных заданий, работу с научной, методической и технической литературой.

При подготовке к практическим занятиям студент должен по конспектам лекций и рекомендуемым учебным пособиям самостоятельно изучить теоретический материал по соответствую­щей теме, ответить на вопросы для самоконтроля, решить приме­ры, заданные на предыдущем занятии, иметь при себе калькулятор и необходимый справочной материал. Все это позволит успешно освоить теоретический материал курса, спра­виться с заданным объёмом самостоятельной работы в аудиторное время.

 

РЕКОМЕНДАЦИИ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

 

Последовательность решения практических задач в настоящем сборнике согласуется с порядком изложения материала и тематическим планом программы дисциплины по дисциплине «Эксплуатация теплоэнергетических установок и систем» для студентов, обучающихся по направлению подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника» и профилю подготовки «Промышленная теплоэнергетика»

По каждой теме предусмотрено решение типовых задач с примерами их решения, рассматриваемыми на практических занятиях. Остальные задачи предназначены для самостоятельного индивидуального решения.

В связи с многообразием задач по каждой теме сборник задач ограничен общими указаниями и методикой, которой необходимо придерживаться при решении задач. В основе методики решения задач лежат следующие требования:

а) необходимо понять физическую сущность задачи, использую для этого конспект лекций или специальную справочную литературу);

б) выполнить соответствующий условию задачи рисунок или схе­му;

в) по содержанию задачи выписать все исходные данные, необходимые для решения задачи;

г) по условию задачи выбрать нужную зависимость (формулу) для расчета искомой величины, а затем подобрать формулы для определения недостающих параметров;

д) расчеты выполнять в системе СИ;

е) для решения задач с использованием теплотехни­ческих величин необходимо работать со справочниками или учебными пособиями, содержащими справочные данные;

ж) после решения задач выполнить одно из индиви­дуальных заданий для самостоятельной работы (по указанию пре­подавателя).

 

 

Тема практического занятия.

Расчет потребного количества металлопроката, необходимого для ремонта теплоэнергетических установок и систем

Задача 1. При замене металлического кожуха парового котла требуется определить необходимую массу стальных листов стали К 12 толщиной 5 мм (Аббревиатура стали: К - котельная сталь, 12 - среднее содержание углерода в сотых долях процента). Размеры котлоагрегата 4×4×6 м. Размеры окна для загрузки топлива 3×2 м.

 

Решение задачи:

Рассчитаем площадь наружной поверхности парового котла:

F1=П∙Н2,

 

где П, Н – периметр и высота котла, м.

 

Периметр котла вычисляется по выражению:

П=2(В+L),

 

где В, L – ширина и длина котла, м.

 

Отсюда площадь наружной поверхности парового котла:

F1=2(В+L)∙ Н2 =2 ∙ (4+4)∙6=96 м2

 

Площадь окна для загрузки топлива вычисляется по выражению:

F2=B1∙H1,

 

где B1, H1 – ширина и высота загрузочного окна, м.

 

Рассчитаем площадь окна для загрузки топлива:

F2=B1∙H1=3∙2= 6 м2

Используя полученные данные, рассчитаем площадь металлического кожуха парового котла:

F3 = F1 – F2 = 96 – 6=90 м2

Рассчитаем массу стальных листов, необходимых для сооружения кожуха котла, по формуле:

M=F3 ∙h∙ρ,

 

где h – толщина стального листа, м;

ρ – плотность стали, кг/м3.

 

М= F3∙ h∙ ρ= 90∙0,005∙7600=34200 кг.

 

Варианты заданий для решения задачи представлены в таблице 1.

 

 

Таблица 1 – Варианты заданий для решения задачи

 

Варианты заданий Размеры котлоагрегата, м Размеры окна для загрузки топлива, м Толщина стенки металлического листа, м
  2×3×4 1×2 0,003
  2×4×5 1×2 0,003
  2×5×6 1×2 0,003
  3×5×7 2×2 0,004
  3×5×8 2×2 0,004
  3×6×8 2×2 0,004
  3×7×8 2×2 0,005
  4×4×6 3×2 0,005
  4×5×6 3×2 0,005
  4×6×6 3×2 0,005
  5×6×7 1×2 0,006
  5×6×8 1×2 0,006
  5×6×6 2×2 0,006
  6×6×7 2×2 0,006
  6×6×6 2×2 0,006

 

Задача 2. При замене изношенных трубных поверхностей нагрева парового котла в ходе ремонта требуется определить необходимую массу трубной стали марки 15ХМ, диаметром 100 мм. Трубы расположены с шагом в 2 диаметра. Размеры котла 4×4×6 м.

 

Решение задачи:

Количество труб, располагающихся вдоль котла на длине в 1 м, рассчитывается по выражению:

n = (1/m) +1,

где m – шаг между трубами, м.

Рассчитаем количество труб, располагающихся вдоль котла, на длине в 1 м:

n = (1/0,2) +1=6.

 

Учитывая, что на фронтальной поверхности котельные трубы отсутствуют, длину площади поверхности нагрева парового котла можно вычислить по выражению:

L = 2L + B,

 

где L, B – длина и ширина котла, м.

Рассчитаем длину площади поверхности нагрева парового котла:

 

L = 2∙2+2 = 6 м.

Количество труб, устанавливаемых вдоль поверхности нагрева, можно вычислить по выражению:

n1 = n∙L,

Рассчитаем количество труб, устанавливаемых вдоль поверхности нагрева:

n1= 6∙6=36 труб.

Общую длину труб, необходимых для ремонта поверхности нагрева, вычисляем по выражению:

L0 = n1∙ H,

где H – высота котла, м.

Рассчитаем общую длину труб, необходимых для ремонта поверхности нагрева, вычисляем по выражению:

 

L0 = 36∙6 = 216 м.

Учитывая, что масса одного погонного метра (M0) труб составляет 3000 кг/м, вычислим общую массу труб, необходимых для ремонта поверхности нагрева:

M = L0∙M0 = 216∙3000=648000 кг.

 

Варианты заданий для решения задачи представлены в таблице 2.

 

Таблица 2. – Варианты заданий для решения задачи

 

Варианты заданий Размеры котлоагрегата, м Диаметр труб, м Масса одного погонного метра труб, кг/м
  2×3×4 0,05  
  2×4×5 0,05  
  2×5×6 0,05  
  3×5×7 0,075  
  3×5×8 0,075  
  3×6×8 0,075  
  3×7×8 0,075  
  4×4×6 0,100  
  4×5×6 0,100  
  4×6×6 0,100  
  5×6×6 0,100  
  5×6×6 0,120  
  5×6×6 0,120  
  5×6×6 0,120  
  5×6×6 0,120  

 

Задача 3. Рассчитать количество электродов марки Э-46А диаметром 3 мм, необходимых для выполнения сварочного шва длиной 10 м при замене изношенных трубных поверхностей нагрева парового котла в ходе ремонта.

Решение задачи:

Количество электродов, необходимых для выполнения сварочного шва длиной 1 м, вычисляется по выражению:

n=1/a,

где a – удельная длина сварочного шва, формируемая электродом соответствующего диаметра, м. Для сварочных электродов диаметром 3 и 5 мм она равна 0,2 и 0,3 м.

Рассчитаем количество электродов, необходимых для выполнения сварочного шва длиной 1 м:

 

n=1/a=1/0,2=5 электродов.

 

Рассчитаем количество сварочных электродов, необходимых для выполнения сварочного шва длиной 1 м:

 

n=1/a=1/0,2=5 электродов.

 

Рассчитаем количество сварочных электродов, необходимых для выполнения сварочного шва длиной 10 м:

 

n0=n∙10=5∙10=50 электродов.

 

Варианты заданий для решения задачи представлены в таблице 3.

 

Таблица 3 – Варианты заданий для решения задачи

 

Варианты заданий Длина сварочного шва,м Диаметр электрода,м
    0,003
    0,003
    0,003
    0,003
    0,004
    0,004
    0,004
    0,004
    0,004
    0,004
    0,005
    0,005
    0,005
    0,005
    0,005

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-13 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: