Контрольная теплотехника. Контрольная работа 1 Задача 6
 Скачать 487.9 Kb.
|
|
Контрольная работа № 1 Задача 6 До какой температуры будет нагрет углекислый газ  объемом  , если сообщить ему теплоту Q при постоянном, абсолютном давлении? Начальная температура газа  . Определить объем газа в конце процесса, а также удельные значения изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессе. Теплоемкость принять не зависящей от температуры.Дано:   МПа МПаРешение: Определяем температуру конца процесса из формулы для количества теплоты в данном процессе:  где:  объем газа при нормальных условиях   - теплоемкость   для двухатомного газа Определяем объем газа в конце процесса:   Определяем работу процесса:   Определяем изменение внутренней энергии процесса:   Определяем изменение энтальпии   для двухатомного газа Определяем изменение энтропии   Задача 16 Определить теоретическую скорость адиабатического истечения и массовый расход воздуха из сужающегося сопла площадью выходного сечения  , если абсолютное давление перед соплом  , а давление среды в которую вытекает воздух  . Температура воздуха перед соплом  . Скорость воздуха на входе в сопло и потерями на трение пренебречь. Будет ли полное расширение в сопле, если при прочих равных условиях давление за соплом понизится до 400 кПа? Как при этом изменится расход и скорость истечения воздуха?Дано:   МПа МПаРешение: Записываем уравнение сплошности:   - массовый расход газа кг/с; - скорость потока в рассматриваемом сечении м/с. Так как   применяем формулу:   м/с. кг/спри понижении давление за до 400 кПа    кг/сРасход и скорость газа в сопле увеличились Задача 18 Влажный насыщенный водяной пар с начальным параметром ,  дросселируется до давления . Определить состояние пара в конце процесса дросселирования и его конечные параметры, а также изменение его внутренней энергии и энтропии. Условно изобразить процесс дросселирования на h-s диаграмме.Дано:    Решение: Используем для определения конечных параметров h-s диаграмму Таблица результатов h – s диаграммы
Определяем изменение внутренней энергии   Определяем изменение энтропии   Задача 26 Одноступенчатый поршневой компрессор всасывает воздух в количестве V при давлении  и  и сжимает его до давления по манометру . Определить секундную работу сжатия и теоретическую мощность привода компрессора для случаев изотермического, адиабатного и политропного процессов (с показателем политропы n = 1,2) сжатия. Определить температуру воздуха в конце адиабатного и политропного сжатия. Сделать вывод по данным процесса.Дано:   МПаРешение: а) Изотермический процесс   Работа изотермического процесса:  Мощность:   Втб) Адиабатный  при к = 1,4Определяем температуру в конце сжатия      Мощность:  Втв) Политропный процесс n = 1,2     Мощность:  Вт Вывод: наибольшей работой сжатия при данных условиях обладает изотермический процесс и соответственно он будет наиболее выгодный. Контрольная работа № 2 Задача 2 По данным тепловых измерений средний удельный тепловой поток через ограждение изотермического вагона при температуре наружного воздуха  и температуру воздуха в вагоне  составил q. На сколько процентов изменится количество тепла, поступающего в вагон за счет теплопередачи через ограждение, если на его поверхность наложить дополнительный слой изоляции из пиатерма толщиной  и с коэффициентом теплопроводности  ?Дано:    Решение: Определяем из уравнения термическое сопротивление теплопередачи:   Так как в данном примере члены  и  постоянны выразим R   Если на его поверхность наложить дополнительный слой изоляции из пиатерма, то   Подставляем:   Таким образом, количество тепла уменьшиться на  Задача 12 По трубе диаметром  мм, течет вода со средней скоростью  . Температура трубы на входе в трубу  средняя температура внутренней поверхности трубы  . На каком расстоянии от входа температура нагреваемой воды достигнет  Дано:   Решение: Средняя разность температур  Если  , тогда . 2. Движущая сила процесса теплопередачи:  СФизические константы нагреваемой жидкости:  - коэффициент теплопроводности - коэффициент теплоемкости - кинематический коэффициент вязкости - динамический коэффициент вязкости Определяем среднее значение конвективной передачи использую следующие зависимости:   где:  критерий Рейнольдса  - Критерий Прандтля  - коэффициент температуропроводности Определяем Нуссельта  Отсюда:  Удельная тепловая нагрузка со стороны нагреваемой жидкости  Ориентировочная площадь поверхности теплообмена:  Задаемся коэффициентом теплопередачи  из ряда  Из формулы для поверхности теплообмена определяем длину трубы:  мЗадача 19 Определить тепловой поток излучением и конвекцией от боковой поверхности цилиндра диаметром  и длиной  , со степенью черноты  в окружающую среду имеющую температуру  , если температура поверхности  , а коэффициент теплопередачи конвекцией  . Каково значение суммарного коэффициента теплопередачи?Дано:   Решение: Определяем тепловой поток конвекцией:   Определяем тепловой поток излучением:   - излучательная способность абсолютно черного тела. Суммарного коэффициента теплопередачи определяется по формуле:   Задача 24 В пароводяном рекуперативном теплообменнике с площадью поверхности F вода нагревается насыщенным паром с абсолютным давлением р. Температура воды на входе  , расход ее G = 1 кг/с. Определить конечную температуру нагрева воды  , если коэффициент теплопередачи  Дано:  Р = 0,6 МПа Решение: Уравнение теплового баланса:  Определяем температурный напор по формуле:  где  = 1 для прямоточной и противоточной схемепри давлении Р = 0,5 МПа температура греющего пара  Предварительно принимаем конечную температуру   С СЕсли  , тогда  3. Расход теплоты на нагрев:   кВтРасход теплоты на нагрев:  где:  - теплоемкость воды. кВтРазность большая принимаем   С  кВт кВтОпределяем разность найденных значений теплоты:  Выбранная конечная температура верна: |
