4 Підготовка до контрольних заходів: контрольних робіт, заліків, модульних контролів, екзаменів

Особливістю контрольних заходів є той факт, що студент на момент його проведення повинен засвоїти весь матеріал викладений і розглянутий до цього. Це стосується лекцій, матеріалів практичних занять, матеріалів, які були винесені для самостійного вивчення, для яких вийшов термін відведений викладачем на їх засвоєння. Основним етапом підготовки до контрольних заходів повинне стати повторення цих матеріалів та їх комплексний аналіз. Корисним етапом підготовки до контрольних заходів є перевірка студентом своїх знань за допомогою питань для самоперевірки, наведених в сьомому розділі. Відповідаючи на ці питання, треба досягти високого рівня теоретичної аргументації та глибокого розуміння практичної сторони питання.

5 Виконання індивідуальних домашніх завдань

При вивченні дисципліни „Теплові мережі" студентами спеціальності 7.09406 "Промислова теплотехніка" заплановано виконання двох індивідуальних домашніх завдань. На виконання кожного з них відводиться 9 годин.

Нижче наведено короткі методичні вказівки щодо виконання домашніх робіт і наведено варіанти завдань.

Індивідуальна домашня робота № 1

Визначення напруженого стану елементів теплових мереж

Текст завдання і рекомендації щодо його виконання

Для водяного трубопроводу з зовнішнім діаметром d₃ і товщиною стінки  визначити напругу розтягування від внутрішнього надлишкового тиску р, МПа, в поперечному, повздовжньому напрямках, а також сумарну напругу. Вважається, що трубопровод не розванатажено увздовж осі від внутрішнього тиску. Визначити максимальну сумарну напругу, якщо відстань між рухомими опорами трубопровода на 10% менша, ніж максимально припустима відстань між опорами. Знайти сумарну напругу, якщо окрім розтягування та згибу під дією власного тяжіння трубопровод згибається в горизонтальній площині від теплового подовження і при цьому виникає напруга ₄.

Визначити горизонтальну реакцію опір, що ковзають, встановлених під трубопроводом. Визначити також горизонтальну реакцію для випадку, якщо замість опір, що ковзають, встановлено роликові опори з радіусом цапфи г і радіусом роліка R.

Рішення Внутрішній діаметр труби, мм:

d_в= d_з-2.

Напруга від розтягування в поперечному перерізі, МПа:

Також напругу від розтягування в поперечному перерізі з невеликою погрішністю можна обчислити за наступною залежністю:

Напруга від розтягування в повздовжньому перерізі, МПа:

Сумарна напруга від розтягування, МПа:

Знаходимо максимально припустиму відстань між рухомими опрами:

де ₃^доп - максимально припустиме значення напряження від згибу під дією власної сили тягаря, МПа (прийняти рівним 40 МПа для всіх варіантів, в формулу підставляти в Па);

W - момент опору труби (обирається в залежності від зовнішнього та внутрішнього діаметрів трубопровода в додатку 10 роботи [4]), м³;

q - питоме навантаження на одиницю довжини трубопровода, Н/м.

Питоме навантаження q являє собою силу тягаря, що відповідає масі одного метра трубопровода. Треба врахувати масу води (яка заповнює ділянку трубопроводу довжиною 1м), масу металу труби і масу ізоляції. Щільність води прийняти 1000 кг/м³, масу ізоляції прийняти 50% від маси металу труби. Для визначення величини питомого навантаження студент повинен самостійно сконструювати розрахункову залежність.

Напруга від згибу над опорою від власної сили тягаря (розглядаючи трубопровод як багатопрольотну балку):

,

де 1 - відстань між рухомими опорами, згідно з текстом завдання 1=0,9l_доп

Тоді сумарна напруга від розтягування та згиба визначається за наступною формулою:

Якщо трубопровод знаходиться також під дією напруг згибу від теплового подовження тоді сумарна напруга визначається як:

При використанні опір, що ковзають, вертикальне навантаження на опору визначаємо за наступною формулою:

Q=1.5ql,

де 1,5 – коефіцієнт, що враховує можливість просадки однієї з опір.

Тоді горизонтальна нагрузка складає:

N=Q,

де  – коефіцієнт тертя труборовода на опорі (для всіх варіантів прийняти рівним 0,4).

Якщо замість опори, що ковзає встановлено роликову опору, то вертикальна реакція визначається аналогічно, а для горизонтальної реакції використовуємо наступне рівняння:

,

де s– плече тертя качіння (приййняти для всіх варіантів рівним 0,510^-3), м.

Індивідуальна домашня робота № 2

Визначення втрат тепла паропроводом

Текст завдання і рекомендації щодо його виконання

Визначити теплові втрати одного метра паропровода з зовнішнім діаметром d_з і товщиною стінки , проложеного на відкритому повітрі з температурою t₀, C. Середня швидкість руху повітря складає w, м/с. По паропроводу рухається насичена пара з температурою , С. Теплова ізоляція паропроводу має товщину _і і коефіцієнт теплопровідності _і Вт/(мК). Коефіцієнт тепловіддачі від пари до стінки складає _п, Вт/(м²К), коефіцієнт лучевипромінювання поверхні ізоляції складає С, Вт/(м²К⁴), теплопровідність стінки сталевої труби _і, Вт/(мК). Визначити також втрати тепла паропроводом без ізоляції за інших рівних умов. Визначити загальні теплові втрати ізольованого і неізольованого паропроводів довжиною l, м, коефіцієнт ефективності ізоляції, кількість конденсату, що випаде при русі пари по ізольованому і неізольованому паропроводам.