Теплофизика контрольная. Контрольная работа по дисцилине Теплофизика Проверила Хабаровск 2021г. Контрольное задание 1
 Скачать 152.99 Kb.
|
|
высшего образования Дальневосточный государственный университет путей сообщения  Кафедра: «Техносферная безопасность»КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИЛИНЕ «Теплофизика» Выполнил: Проверила: Хабаровск 2021г. Контрольное задание № 1 Задача 1. Определить массу газа, находящегося в резервуаре объемом V. Известно, что давление газа в резервуаре, определенное по манометру, составляет pизб, а температура газа t. Барометрическое давление pатм. Исходные данные:
Решение: Найдем атмосферное давление воздуха:  Найдем газовую постояную:  Где  Массу газ, находящегося в резервуаре объёмом 500м2 найдем из уравнения состояния идеального газа:  .Задача 2. Для заданного состава сухих продуктов сгорания топлива (не содержащих водяные пары) найти кажущуюся молекулярную массу и газовую постоянную, парциальные давления каждого газа, а также удельный объем и плотность смеси при давлении pатм и температуре t.
Решение: Кажущаяся молекулярная масса смеси газов, заданных по объему равна  ,Где  – объем доли компонентов смеси n- число компонентов смеси  -молекулярные массы компонентов смеси   Найдем газовую постояную:  При общем давление 98 кПа парциальное давление определяется следующей формулой     Удельный объём v смеси при заданном давлении может быть найден из уравнения состояния реального газа  Плотность смеси  Задача 3. При нагреве некоторого количества газа при определенных условиях температура газа повышается от t1 до t2. Определить количество теплоты, переданное газу в этом процессе, учитывая зависимость теплоемкости от температуры.
Количество теплоты, сообщаемое газу при нагреве  Для способа подвода теплоты - p=const  .Средняя массовая теплоёмкость   Задача 4. М кг воздуха совершает цикл Карно в пределах температур t1 и t2, причем наивысшее давление составляет pmax, а наинизшее – pmin. Определить параметры воздуха в характерных точках цикла, количество подведенной и отведенной теплоты и термический КПД цикла. Изобразить цикл в координатах p-v. 
Согласно рисунку определим параметры воздуха в характерных точках цикла. Точка 1.  .Точка 2 (участок 1-2 – изотермическое расширение).  Из уравнения адиабаты (линия 2-3)  ,Откуда  Из уравнения изотермы получаем (линия 1-2)  получаем  Точка 3  .Точка 4 :   Откуда  Из уравнения изотермы получаем (линия 3-4)  получаем  Термический КПД цикла, согласно формуле   Подведенное количество теплоты  Отведённое количество теплоты  Работа цикла  Задача 5. Построить зависимость термического КПД от степени сжатия для цикла поршневого двигателя с подводом теплоты при v = const, для значений степени сжатия от 2 до 10 при k = 1,37 
Контрольное задание № 3 Задача 1. Комнатный воздух, имеющий температуру t1 и относительную влажность ϕ1, омывает поверхность стены и остывает вблизи стены до температуры ее поверхности t2. При какой температуре поверхности стены начнется конденсация водяных паров воздуха и на поверхность выпадет роса?
При температуре 20°С pn=2,338кПа Плотность пара при этом  Давление насыщенного пара pп = 1,4 лПa при температуре t2 = 12 °C (определяем по таблице). Следовательно, t2 ≈ 12 °C. Задача 3. Паропровод наружным диаметром d1 покрыт двумя слоями тепловой изоляции, имеющими одинаковую толщину δ. Внутренний слой изоляции наружным диаметром d2 выполнен из магнезии с коэффициентом теплопроводности λ2 = 0,07 Вт/(мК). Верхний слой диаметром d3 выполнен из глино-асбестовой массы с коэффициентом теплопроводности λ3 = 0,31 Вт/(мК). Температура наружной поверхности трубы t1, а внешней поверхности глино-асбестовой массы t3. Определить теплопотери теплоизолированной трубы длиной 1 м и температуру t2 между слоями магнезии и глино-асбеста. Как изменятся теплопотери если слои теплоизоляции поменять местами?
Линейная плотность теплового потока для цилиндрической стенки    Температура слоев  Теплопотери при перестановке слоев теплозащиты  Задача 4. Труба наружным диаметром d и температурой поверхности t1 омывается свободным потоком воздуха с температурой t2. Определить коэффициент теплоотдачи от поверхности трубы к воздуху и теплопотери трубы на длине 1 м.
Физические свойства воздуха при давлении 760 мм Нg: λ102, Вт/(мК)=2,9; а⋅106, м2 /с = 27,2; µ ⋅106 , м2 /с=20,1; ν106 , м2 /с=18,97; Pr=0,696 Найдём коэффициент теплопередачи  Формула имеет такой вид , так как принимаем трубу как однослойную Найдем теплопотери трубы  Задача 5. Трубопровод наружным диаметром d1 = 150 мм, степенью черноты поверхности ε1 = 0,75 и температурой поверхности t1, окружен цилиндрическим тонкостенным экраном (трубой) диаметром d2 и степенью черноты обеих поверхностей ε2. Определить потери теплоты излучением с одного метра длины внутреннего трубопровода. Температура атмосферного воздуха t3 = 27 °C, его степень черноты ε3 принять равной единице. На сколько процентов возрастут тепловые потери излучением с 1м трубы при отсутствии экрана?
Приведённая степень черноты ля системы трубопровод-экран    Подставив известные значения величин в уравнение баланса энергии, получим выражения для определения   Лучистый поток с единицы длины трубопровода с экраном  .Лучистый поток с единицы длины трубопровода без экрана  .Относительное изменение потоков тепла  Задача 6. В рекуперативном прямоточном теплообменнике температура греющего теплоносителя падает от t′1 = 100 °C до t′′1, а температура нагреваемой среды повышается от t′2 = 20 °С до t′′2. Расход греющего теплоносителя М1, его теплоемкость с = 4,2 кДж/(кг⋅К). Площадь поверхности теплообменника F = 15 м2. Определить коэффициент теплопередачи теплообменника.
Уравнение теплового баланса теплообменного аппарата имеет вид:   Разность температур найдем из формулы  Выразим k   |