Применение теплоты в сельском хозяйстве реферат

Обновлено: 05.07.2024

Согласно второму закону термодинамики самопроизвольный процесс переноса теплоты в пространстве возникает под действием разности температур и направлен в сторону уменьшения температуры. Закономерности переноса теплоты и количественные характеристики этого процесса являются предметом исследования теории теплообмена (теплопередачи).

Следует иметь в виду, что одновременно с конвекцией всегда сосуществует и теплопроводность, однако конвективный перенос в жидкостях обычно является определяющим, поскольку он значительно интенсивнее теплопроводности. В твердых монолитных телах перемещение макроскопических объемов относительно друг друга невозможно, поэтому теплота переносится в них только теплопроводностью. Однако при нагреве, сушке зернистых материалов (песка, зерна и т. д.) очень часто искусственно организуют перемешивание. Процесс теплопереноса при этом резко интенсифицируется и физически становится похожим на конвективный теплоперенос в жидкостях. Часто приходится рассчитывать теплообмен между жидкостью и поверхностью твердого тела. Этот процесс получил специальное название конвективная теплоотдача (теплота отдается от жидкости к поверхности или наоборот).

Количество теплоты, передаваемое в единицу времени через произвольную поверхность, в теории теплообмена принято называть мощностью теплового потока или просто тепловым потоком и обозначать буквой Q. Единица ее измерения - Вт.

Тепловой поток через многослойную плоскую стенку рассчитывается по следующему уравнению:

где Q – тепловой поток, Вт; t_ст1 и t_ст2 – температуры наружных поверхностей; 0 С; S – площадь стенки, м 2 ; - толщина i-го слоя, м; - коэффициент теплопроводности материала i-й стенки, .

Температуры между отдельными слоями стенки находятся из уравнений:

Рисунок 1. Пример графического изображения распределения температуры в многослойной стенке

Задание. Найти тепловой поток через трехслойную плоскую стенку площадью 15 м 2 , а также температуры между отдельными слоями. Изобразить распределение температуры в данной стенке. Исходные данные взять из таблицы 1 согласно варианту.

Номер варианта	t_ст1, 0 С	t_ст2, 0 С
0,1	0,001	0,2	0,01
0,2	0,002	0,4	0,02
0,3	0,003	0,6	0,03
0,4	0,004	0,8	0,04
0,5	0,005	0,05
0,6	0,006	1,2	0,06
0,7	0,007	1,4	0,07
0,8	0,008	1,6	0,08
0,9	0,009	1,8	0,09
0,01	0,1

2. Теплопередача через плоскую стенку

Количество теплоты, переданное от одного газа (жидкости) к другому за секунду, разделенных плоской стенкой, находится по выражению

где - коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя с постоянной температурой t₁ к поверхности стенки, учитывающий все воды теплообмена, ; - коэффициент теплоотдачи от второй поверхности стенки к холодному теплоносителю с постоянной температурой t₂, ; S – расчетная площадь поверхности стенки, м 2 ; - толщина i-го слоя, м; - коэффициент теплопроводности материала i-й стенки, . Значения температуры можно брать как в градусах Цельсия, так и в Кельвинах.

Температуры на поверхностях плоской стенки определяются из следующих уравнений:

Рисунок 2. Пример графического изображения распределения температуры в однослойной стенке

Задание. Найти тепловой поток через однослойную плоскую стенку, а также температуры поверхностей стенки. Изобразить распределение температуры в данной стенке. Исходные данные взять из таблицы 2 согласно варианту.

Номер варианта	t₁, 0 С	t₂, 0 С	S, м 2
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0,007
0,008
0,009
0,01

1. Цвятков Ф.Ф. Тепломассообмен.- М.Издательский дом МЭИ, 2006.-550с.

2. Драганов Б.Х. и др. Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве: Учеб по инж. спец. сел. хоз-ва. М.: Агропромиздат, 1990. – 462 с.

3. Нащокин В. В. Техническая термодинамика и теплопередача: Учебное пособие. – 3-е изд., испр. и доп. М.: Высшая школа, 1980. – 469 с.

4. Юдаев Б.Н. Теплопередача. М.: Высшая школа, 1973.-360 с.

5. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. - М.: Атомиздат, 1979 - 416 с.

Захаров А. А. Применение тепла в сельском хозяйстве. М.: Колос, 1980. - 311 с., ил. - Учебники и учеб. пособия для высш. с. -х. учеб. заведений.
В книге изложены основы знаний по применению тепла в сельском хозяйстве, необходимые будущим инженерам сельскохозяйственного производства. Материал книги по сравнению с изданием 1974 г. дополнен такими вопросами как основы теплового расчета сетей, кондиционирование воздуха, воздушное отопление, определение вместимости и основных размеров помещений холодильника, перспективы использования тепловых насосов в сельском хозяйстве.

Захаров А.А. Практикум по применению теплоты в сельском хозяйстве

формат djvu
размер 2.09 МБ
добавлен 05 января 2010 г.

2-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1985. - 175с., ил (Учебники и учебные пособия для высш. с. -х. учеб. заведений). Учебное пособие по второй части дисциплины "Теплотехника и применение теплоты в сельском хозяйстве" предназначено для студентов инженерных факультетов сельскохозяйственных высших учебных заведений. Глава I Практические занятия Глава II Измерение теплотехнических параметров Глава III Лабораторные работы Глава IV Методиче.

Ионин А.А. и др. Теплоснабжение

формат djvu
размер 7.38 МБ
добавлен 30 декабря 2008 г.

А.А. Ионин, Б.М. Хлыбов, В.Н. Братенко, Е.Н. Терлецкая. -М.: Стройиздат, 1982. -336с., ил. Рассмотрены централизованные системы теплоснабжения городов и промышленных предприятий. Изложены методы определения расходов тепла потребителями. Приведены методы регулирования отпуска тепла, присоединения потребителей к тепловым сетям, проектирование горячего водоснабжения, методы гидравлического, теплового и технико-экономического расчетов систем. Надежно.

Каталог - Termona. Каскадная котельная. Просто в строительстве, выгодно в эксплуатации

формат pdf
размер 8.7 МБ
добавлен 20 сентября 2011 г.

Termona, 2011г. -90с. В данной брошюре предлагаем Вам более подробно рассмотреть решение источника тепла под иным углом. Рассмотрим варианты и выберем котлы с учётом возможностей, предоставляемых современной техникой - системой каскада котлов Therm. Правильный выбор источника тепла поможет существенно сэкономить, при сохранении требуемого комфорта. Сравнивая экономическиe показатели эксплуатируемых жилых домов и других объектов, перед установкой.

Лекции Источники и системы теплоснабжения промышленных предприятий (2 курс лекций)

формат doc
размер 53.61 КБ
добавлен 31 января 2012 г.

Петрозаводский государственный университет, Петрозаводск Классификация источников генерации тепла. По назначению, по размещению, по надёжности отпуска тепла потребителю. Расчёт и выбор оборудования КУ. Требования при проектировании котельных. Теплофикация от ТЭС. Принципиальная схема КЭС. Оборудование и работа. Принципиальная схема ТЭЦ. Расчётные показатели работы ТЭЦ. Основное оборудование ПТЭЦ. Источники теплоснабжения Карелии. Когенерация. Схе.

Расчет тепловых нагрузок и годового количества тепла и топлива для котельной индивидуального жилого дома

формат pdf
размер 275.83 КБ
добавлен 21 января 2011 г.

Автор неизвестен. Настоящий расчет составлен для определения годового расхода тепла и топлива, необходимого для котельной, предназначенной для отопления и ГВС индивидуального жилого дома. Расчет тепловых нагрузок выполнен в соответствии со следующими нормативными документами: МДК 4-05.2004 «Методика определения потребности в топливе, электрической энергии и воде при производстве и передаче тепловой энергии и теплоносителей в системах коммунально.

Руководство по проведению энергоресурсоаудита в жилищно-коммунальном хозяйстве

формат doc
размер 1.37 МБ
добавлен 23 июля 2011 г.

Руководство по проведению энергоресурсоаудита в жилищно-коммунальном хозяйстве Государственный комитет Российской Федерации по строительству и жилищно-коммунальному комплексу

Стасткевич Н.Л., Вигдорчик Д.Я. Справочник по сжиженным углеводородным газам

формат djvu
размер 7.84 МБ
добавлен 03 декабря 2009 г.

Ленинград: Недра, 1986г. - 543с. Систематизированы сведения по сжиженным углеводородным газам, опубликованные в литературе, материалы проектных, научных и эксплуатационных организаций, а также результаты исследований авторов. Приведены физико-химические, теплотехнические и эксплуатационные характеристики, нормы газопотребления, рекомендуемые к применению материалы, арматура, приборы и т. п. Рассмотрены транспорт, хранение, распределение и испол.

Тихомиров К.В. Справочник. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция

формат pdf
размер 10.01 МБ
добавлен 08 сентября 2009 г.

В данном справочнике даны необходимые данные для расчетов по необходимому количеству тепла для строительства зданий, а также вентиляции. формулы и примерные расчёты. стр.480 Теплоснабжение Газоснабжение.

Хайнрих Г., Найорк Х., Нестлер В. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения

формат djvu
размер 15.14 МБ
добавлен 05 января 2012 г.

М.: Стройиздат, 1985 - 351 с., ил. В книге авторов из ГДР рассмотрен широкий круг вопросов, связанных с расчетом, проектированием и устройством теплонасосных установок. Изложены термодинамические, энергетические и экономические основы их применения. Дан энергетический анализ происходящих в установках процессов, указаны возможные области применения тепловых установок. Книга предназначена для инженерно-технических работников проектных и эксплуатац.

Яушовиц Рудольф. Гидравлика-сердце водяного отопления

формат pdf
размер 27.54 МБ
добавлен 11 апреля 2010 г.

Герц арматурен ГМБХ 2005 год, Австрия,199стр. Основы теплотехники. Основы гидродинамики. Циркуляционные насосы. Характеристики раб давления. Теплоотдача. Сис-ма распределения тепла. Сис-ма выработки тепла. Регулирование и гидр системы. Спец арматура. Выбор параметров сети. Гидравлическая балансировка. Обеспечение качества.

При изучении этого раздела следует прежде всего уяснить роль тепловых электростанций и развитием энергетики страны.

Доля электроэнергии, вырабатываемой тепловыми электростанциями, в общем энергетическом балансе нашей страны составляет более 80%. Тепловые электростанции разделяют на две группы: паротурбинные конденсационные электростанции (КЭС), вырабатывающие только электрическую энергию, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые осуществляют комбинированную выработку электроэнергии и теплоты.

Изучите тепловые схемы, объединяющие все элементы электростанций, при этом нужно обратить внимание на системы регенеративного подогрева питательной воды, а также на вспомогательные системы - водоподготовки, водоснабжения, топливоподачи, золоудаления и золоулавливания.

Ознакомьтесь с методом составления теплового баланса, определением КПД и коэффициента использования теплоты топлива на тепловых электростанциях.

Студенту необходимо также ознакомиться с принципиальными схемами и технико-экономическими показателями дизельных и газотурбинных электростанций, станций, которые преобразуют энергию расщепления ядер атомов тяжёлых элементов в теплоту и электрическую энергию. Ознакомьтесь со станциями с магнитогидродинамическими (МГД) генераторами, на которых электроэнергия получается путём прямого превращения в неё теплоты без применения движущихся механических деталей и узлов.

3. Применение теплоты в сельском хозяйстве

Современное сельское хозяйство является крупным потребителем тепловой энергии: теплота используется как для ведения технологических процессов, таких, как сушка различных сельскохозяйственных продуктов и прежде всего зерна, тепловая обработка кормов, пастеризация молока и др., так и для отопления и вентиляции различных животноводческих производственных и культурно-бытовых помещений. При изучении этого раздела необходимо обратить внимание на специфику теплопотребления в сельском хозяйстве, современные теплоэнергетические установки и способы повышения их экономичности, на источники тепловой энергии в сельском хозяйстве.

3.1. Основы теплофизики сельскохозяйственных производственных сооружений

Ознакомьтесь с процессом теплообмена в помещении, с методами расчёта количества теплоты, необходимой для поддержания оптимальной (расчётной) температуры в помещении; здесь важно учесть, что теплоотдача животными является активной частью теплового баланса в животноводческом помещении.

Уясните, что происходит взаимный теплообмен между животными и поверхностями ограждений помещений, каково тепловосприятие пола в животноводческих помещениях, как передаётся тепло в толще ограждений. Важно усвоить понятие о стационарной и нестационарной передаче теплоты через массивные, немассивные, прозрачные и непрозрачные ограждения. Разберитесь в понятии о воздухопроницаемости материалов и конструкций и о тепловом режиме сельскохозяйственных сооружений; уясните методы расчётов фильтрации воздуха через массивы ограждения, щели и окна, воздухообмена многопролётных сооружений, примером которых служат блочные теплицы.

На предприятиях, в быту тепло расходуется для создания комфортных условий для проживания и работы людей, а в сельскохозяйственных предприятиях также и для поддержания оптимального микроклимата в животноводческих помещениях, теплицах, обеспечивающего высокую продуктивность животных и растений.

Системы теплоснабжения предприятий можно классифицировать по следующим признакам:

• по источнику снабжения теплом: централизованные и децентрализованные;

• по виду используемого теплоносителя: паровые и водяные;

• по количеству трубопроводов: однотрубные и многотрубные;

• по способу подачи воды на горячее водоснабжение: открытые и закрытые;

• по способу обеспечения потребителей тепловой энергией: одноступенчатые и многоступенчатые.

В Российской Федерации для теплоснабжения применяют централизованную и децентрализованную системы теплоснабжения. Централизованная система теплоснабжения предприятия состоит из источника тепловой энергии (собственная котельная), тепловых сетей, теплопотребляющих установок и приборов, сигнализирующей, регулирующей и регистрирующей аппаратуры, устройств автоматики.

Децентрализованное теплоснабжение применяют при отсутствии или недостаточной мощности централизованного обеспечения от мелких котельных, индивидуальных отопительных печей и т.д.

Источником приготовления горячей воды при децентрализованном теплоснабжении являются различного рода водонагреватели, работающие на газе, электрической энергии или твердом топливе.

Водяные системы, как правило, используют для теплоснабжения сезонных потребителей, горячего водоснабжения и для различных санитарно-гигиенических и технологических процессов. Паровые системы теплоснабжения применяют для технологических процессов.

В открытых водяных системах теплоснабжения горячая вода к потребителям поступает непосредственно из тепловых сетей. В закрытых системах теплоснабжения вода из тепловых сетей используется как горячий теплоноситель в теплообменниках, подогревающих водопроводную воду, поступающую после нагрева в местную систему горячего водоснабжения.

Технологическими потребителями теплоты в виде горячей воды и пара выступают кормозапарники, варочные котлы, агрегаты для приготовления кормовых смесей, стерилизаторы посуды, аппараты и оборудование, обеспечивающие тепловую обработку и сушку продуктов сельскохозяйственного производства, а также различное теплопотребляющее оборудование ремонтных мастерских.

Графики тепловой нагрузки

В соответствии с назначением потребителей теплоты, тепловые нагрузки принято делить по видам на отопительно-вентиляционные, технологические и горячее водоснабжение.

Потребление и расходование теплоты осуществляется на основе графиков тепловых нагрузок (суточные, сезонные и годовые). Тепловые нагрузки в зависимости от характера изменения во времени делят на сезонные и круглогодовые.

Сезонные тепловые нагрузки характеризуются переменным годовым и сравнительно постоянным суточным графиком расхода теплоты. Отопительно-вентиляционные нагрузки относятся к сезонным, поскольку системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используют теплоту не круглый год, а только в течение какой-то его части, в зависимости от климатических условий.

Продолжительность и величина сезонной тепловой нагрузки зависит в первую очередь от температуры окружающей среды. Поэтому графики изменения расхода теплоты на отопление и вентиляцию (рис. 11.1) строятся в зависимости от температуры окружающего воздуха. За начальную точку принимается температура 8ºС. Конечной точкой является расчетная наружная температура на отопление t_но.

На режимы теплопотребления в значительной мере влияют изменения требований к микроклимату: в животноводческих и птицеводческих помещениях в зависимости от стадии роста и развития животных и птицы, в теплицах – от вида и стадии развития культивируемых растений.

Рис. 11.1. Графики расхода теплоты: а – на отопление; б – на вентиляцию:

1 – для производственных целей; 2 – для общественных зданий

Для круглогодовой тепловой нагрузки характерны сравнительно постоянный годовой и резко переменный суточный графики потребления теплоты. К круглогодовым тепловым нагрузкам относятся горячее водоснабжение и технологическая тепловая нагрузка. Технологические тепловые нагрузки зависят от специализации предприятия, технологии производства, вида и объема выпускаемой продукции, типа оборудования и режима производства.

Тепловые нагрузки имеют ряд особенностей. Для отдельных сезонных потребителей теплоты характерен не только переменный годовой и сезонный графики, но и переменный суточный график потребления теплоты. К таким потребителям теплоты относятся животноводческие и птицеводческие предприятия и сооружения защищенного грунта. В животноводческих и птицеводческих помещениях переменный суточный график теплопотребления обусловлен большой долей внутренних тепловыделений и вентиляционных нагрузок в общем тепловом балансе.

Читайте также: