Лабы теплотех. Отчет по работе 1 Теплотехнические измерения

• Название: Отчет по работе 1 Теплотехнические измерения
• Дата: 24.12.2021
• Размер: 1.62 Mb.
• Имя файла: Лабы теплотех.docx
• Тип: Отчет; #317105
• страница: 5 из 5

Выводы

Работу выполнил:

студент __________/____________/

«___»__________201 г.
Пермский государственный аграрно-технологический университет

имени академика Д. Н. Прянишникова
Кафедра «Технического сервиса и ремонта машин»
Студент ___________________ Работу принял «___»____ 201 г. Учебная группа _____________ Оценка работы ______________Дата выполнения __________ Преподаватель ______________
Отчет по работе № 9

«Испытание отопительно-вентиляционного аппарата»
Цель работы:


Содержание работы:


Схема установки:

Состав установки:
Исходные данные:


2 (9)

Расчеты:

Подбор вентилятора:

Выводы

Работу выполнил:

студент ____________/__________/

«___»__________201 г.

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

БЛОК ЗАДАЧ № 1

1. Давление в покрышке автомобильного колеса, измеренное трубчатым манометром, равно 0,22 МПа. Чему равно абсолютное давление в покрышке, если внешние условия соответствуют нормальным техническим?

2. В калориметр, содержащий 2,5 литра воды при температуре 17 ⁰С, опустили стальной образец массой 0,32 кг, нагретый до 300⁰С. Определить теплоемкость стали, если температура воды повысилась на 21 градус.

3. Какое минимальное время потребуется, чтобы вскипятить 0,7 литра воды кипятильником мощностью 400 Вт в открытом сосуде при нормальных технических условиях? Принять теплоемкость воды с_р = 4,18 кДж/кг К. Потерями тепла в окружающую среду и на нагрев сосуда пренебречь.

4. К газу, находящемуся в цилиндре с подвижным поршнем, подводится извне 165 кДж теплоты. Определить изменение удельной внутренней энергии, если газ массой 0,15 кг совершил работу расширения 110 кДж.
5. В испарителе бытового холодильника к 1кг рабочего тела от охлаждаемых продуктов подведено 98 кДж теплоты. Определить энтропию рабочего тела на выходе из испарителя, если на входе она равна

s = 6,41кДж/(кг∙К), а температура в испарителе ţ = – 1 5 ⁰С.
6. Двуокись углерода (СО₂) в количестве 1,92 кг находится в емкости под давлением 12 МПа с температурой 17 ⁰С. Определить объем и плотность оксида углерода.
7. Газообразный фреон с молярной массой 120 кг/моль в количестве

0,02 кг нагнетается компрессором в объем 2,85 литра до давления 1,5 МПа. Определить температуру сжатого фреона.
БЛОК ЗАДАЧ № 2

1. В баллоне емкостью 40 л находится воздух с давлением 150 бар и температурой 20 ⁰С. Определить массу воздуха в баллоне.

2. Определить, на сколько минут хватит аквалангисту воздуха, содержащегося в двух баллонах по 6 литров каждый при давлении 15 МПа, если аквалангист делает 20 вдохов в минуту и при каждом вдохе потребляет 2,5 литра воздуха при р = 0,1 МПа?

3. Смесь газов при температуре в камере сгорания 2800 К имеет парциальные давления: = 1,56 МПа; = 0,93 МПа; = 0,51 МПа. Определить плотность продуктов сгорания.
4. Газовая смесь при t= 15 ⁰C имеет следующий массовый состав: = 0,07; = 0,21 и = 0,72. До какого давления нужно сжать эту смесь, чтобы ее плотность достигла 28 кг/м³ ?

5. Газовая смесь, заданная парциальными давлениями:

= 0,2 МПа и расширяется Теплоемкость смеси при постоянном давлении с_{р см} = 1,2 кДж/(кг К). Определить показатель адиабаты.
6. Смесь газов задана парциальными давлениями: Р_Ν2 =1,2 МПа и

Р_О2= 0,9 МПа. Теплоемкость смеси с_р = 1,2 кДж/(кг К). Определить теплоемкость смеси при постоянном объеме.

БЛОК ЗАДАЧ № 3

1. Проба продуктов сгорания, отобранная из цилиндра ДВС при температуре 2250 ⁰С и давлении 5,8 МПа и находящаяся в герметичном газоотборнике, охлаждена до 20 ⁰С. Определить давление охлажденных продуктов сгорания.
2. В поршневом компрессоре 1кг воздуха при температуре 20 ⁰С политропно сжимается от р₁ = 0,1 МПа до р₂ = 12 МПа. Показатель политропы

ņ = 1,28. Вычислить температуру в конце сжатия и работу сжатия.

3. При продувке балластных цистерн подводной лодки воздух в количестве 15кг при р₁ = 15 МПа и t₁=17 ⁰С расширяется изотермически до тридцатикратного объема. Определить давление воздуха в цистерне и ее объем.
4. Воздух из начального состояния 1 (р₁ = 4 МПа и t₁ = 1600 ⁰C) изохорно охлаждается до температуры t₂ = 200⁰ C, а затем изотермически сжимается до состояния 3, в котором р₃ = р₁. Определить недостающие параметры состояния в точках 1, 2 и 3 и показать процесс 1-2-3 в pv и Ts – координатах.
5. Воздух массой 4 кг с начальным давлением p₁ = 0,2 МПа и начальной температурой t₁ = 17 ⁰C сжимается адиабатно до конечного давления p₂ = 1,2 МПа. Определить объем и температуру воздуха в конце сжатия, изменение внутренней энергии и работу сжатия.
6. Найти приращение энтропии 2,5 кг воздуха: а) при нагревании его в изобарном процессе от 20 до 400 ⁰С; б) при нагревании его в изохорном процессе от 20 до 880 ⁰С: в) при изотермическом расширении с увеличением его объема в 15 раз. Теплоемкость в процессах принимать при средних температурах.
7. В результате сгорания 0,01 кг топлива в ДВС при v = const температура рабочего тела изменилась от t₂ = 365 ⁰С до t₃ = 215 ⁰С. Определить изменение внутренней энергии и энтальпии в процессе горения, если молярная масса продуктов горения _см = 28,7 кг/моль и средняя теплоемкость

с_{v ср} = 0,83 кДж/(кг·К). Сколько подведено теплоты при горении?
8. Определить техническую работу для 1 кг продуктов сгорания в ДВС, если при их адиабатном расширении температура изменяется от Т₁ = 2650 К до Т ₂ = 720 К. Показатель адиабаты к = 1,31, молярная масса продуктов сгорания µ = 27,3 кг/моль.
БЛОК ЗАДАЧ № 4

1. Воздух из резервуара с постоянным давлением р₀ = 10 МПа и температурой T₀ = 288 К вытекает в атмосферу с давлением р_а= 0,1 МПа через трубку с внутренним диаметром 10 мм. Определить скорость адиабатного истечения воздуха из трубки и его начальный массовый расход.

2. Определить скорость газов на выходе из сверхзвукового сопла, если Т₀ = 3500 К; р₀= 25 МПа; = 310 Дж/моль; р_а = 0,07 МПа, а показатель политропы расширения n = 1,22.

3. Определить внутренний диаметр трубы, по которой движется воздух в количестве = 0,1кг/с со скоростью 2 м/с. Температура воздуха 18 ⁰С, а давление 1,5 бара.

4. Вычислить величину давления торможения воздуха, если в критическом сечении сверхзвукового сопла оно равно р_кр = 0,6 Мпа.

5. Определить температуру заторможенного воздуха на поверхности космического корабля, движущегося в плотных слоях атмосферы со скоростью 3000 м/с. Температуру окружающей среды принять равной - 45 ⁰С .

БЛОК ЗАДАЧ № 5

1. Определить коэффициент теплопроводности материала стенки толщиной 40 мм, если при разности температур на ее поверхностях в 32 градуса плотность теплового потока равна 14,4 кВт/м².
2. Стены жилого помещения выполнены из красного кирпича, пенобетона и сосновой доски. Толщины слоев соответственно равны:

₁= 250 мм, ₂= 150 мм и ₃= 25 мм, Длина помещения 5 м, ширина 4 м, высота 2,5 м, а общая площадь окон и двери составляет 6,5 м². Каковы потери тепла только через стены в зимнее время года, если температура стен изнутри равна 18 ⁰С и – 30 ⁰С снаружи?

3. Потолок жилого помещения длиной 4,5 м и шириной 3,6 м выполнен трехслойным: железобетонная плита толщиной 200 мм, пенопласт ПХВ и сосновая доска толщиной 40 мм. Какова должна быть толщина пенопласта, чтобы потери тепла через потолок были не более 230 Вт при температурах плиты: со стороны помещения 18 ⁰С и – 30 ⁰С наружной стороны доски?
4. Перекрытие погреба размерами 4 3 м состоит из бетонной плиты = 250 мм, шлака котельного = 800 мм и снега толщиной 350 мм. Потери тепла через перекрытие составляют 130 Вт. При какой наружной температуре воздуха поверхность потолка погреба будет равна – 2 ⁰С?
БЛОК ЗАДАЧ № 6

1. В трубках бойлера с внутренним диаметром 25 мм нагревающая вода с температурой 130 ⁰С движется со скоростью 0,4 м/с. Каков коэффициент теплоотдачи, если трубка изнутри нагревается до 95 ⁰С?
2. Определить коэффициент теплоотдачи от батареи водяного отопления к воздуху в комнате, если известны: высота батареи 600 мм; температура наружной стенки батареи 55 ⁰С; средняя по высоте батареи температура воздуха 20 ⁰С.
3. По трубе диаметром 30 мм движется воздух со скоростью 10 м/с. Средняя температура воздуха по длине трубы равна 200 ⁰С, коэффициент кинематической вязкости ν = 3,48 10^-5 м²/с , коэффициент теплопроводности λ= 3,93 10^-2 Вт/м К.

4. По каналу вентиляции размерами 400×400 мм движется воздух со скоростью 2 м/с. Температура воздуха в центре канала 5 ⁰С, температура внутренней стенки канала в сечении 15 ⁰С. Используя табличные данные физических свойств воздуха, определить коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху.
БЛОК ЗАДАЧ № 7

1. Вычислить удельный лучистый тепловой поток от пламени горящего топлива, имеющего Т_г = 2300 К и степень черноты _г = 0,265 , к поверхности камеры сгорания с температурой Т_ст= 950 К и _ст = 0,82.
2. Определить степень черноты смеси газов, состоящих из СО₂ и Н₂О, если температура смеси равна 2500 К; парциальные давления газов:p = 4 МПа и р =1,5 МПа. Диаметр цилиндрического объема, в котором находится смесь, равен 700 мм, высота цилиндра равна его диаметру.

3. Определить отвод тепла излучением от коллектора выхлопных газов дизельного двигателя. Коллектор выполнен из чугунного литья наружным диаметром 150 мм и общей длиной 1200 мм. Температура поверхности коллектора 437 ⁰С. Обратным излучением среды на коллектор пренебречь.
4. Определить количество тепла, переданного излучением дымовых газов стенкам трубчатого теплообменника. Температура газов 1100 ⁰С; степень черноты газов = 0,32; наружная температура труб 820 ⁰С; степень черноты наружных стенок труб = 0,84; площадь поверхности труб 2,5 м².
БЛОК ЗАДАЧ № 8

1. В противоточный водоводяной теплообменник с поверхностью теплопередачи 2 м² поступает 2100 кг/ч нагревающей воды с температурой t₁^′=95 ⁰C. Нагреваемая вода имеет =1300 кг/ч и t₂^′=16 ⁰C. Определить конечные температуры теплоносителей, если коэффициент теплопередачи к= 1400 Вт/(м²·К).
2. Определить поверхность нагрева рекуперативного водовоздушного теплообменника при прямоточном и противоточном движении теплоносителей. Массовый расход воды через теплообменник ₁= 0,1 кг/с, ее температура на входе и выходе соответственно равна t₁^′= 95 ⁰Cи t₁^′′= 65 ⁰C. Воздух необходимо нагреть от t₂^′ = -10 ⁰C до t₂^′′ = 30 ⁰C при коэффициенте теплопередачи к = 48 Вт/(м²·К).
БЛОК ЗАДАЧ № 9

1. При горении топлива в турбореактивном двигателе при постоянном давлении изменение удельной энтальпии ∆ ί = 1800 Дж/кг. Определить термический КПД двигателя, если с каждым килограммом продуктов сгорания из двигателя отводится 810 кДж/кг теплоты
2. Вычислить термический КПД карбюраторного ДВС, имеющего степень сжатия = 8,3 и к = 1,28.

3. Вычислить термический КПД газотурбинного двигателя при π = 18 и к = 1,33.

4. Вычислить термический КПД дизельного двигателя при = 1 .9; = 22 и к = 1,28 .
5. При адиабатном расширении рабочего тела в цикле Карно изменение температуры T= 1000 К. Вычислить термический КПД цикла при

Т₁ ^′= 2500 К и при Т₁ ^"= 1800 К. Объяснить полученный результат.
6. В ДВС с изохорным подводом тепла известны: p₁ = 0,097 МПа;

t₁ = 27 ⁰C; = 3,25; = 8,5; к = 1,28. Определить термический КПД и сравнить его с КПД цикла Карно при максимальной и минимальной температурах изохорного цикла.
7. В ДВС с изобарным подводом тепла известны: p₁ = 0,185 МПа;

t₁ = 32 ⁰C; = 19,5; = 1,8; к = 1,27. Определить термический КПД и сравнить его с термическим КПД цикла Карно при максимальной и минимальной температурах изобарного цикла.
8. На вход в газотурбинный двигатель с подводом тепла при постоянном давлении подается воздух с давлением р₁ = 0,082 МПа и температурой

t₁ = – 15 ⁰С. При сжатии в компрессоре температура воздуха повышается до t₂ = 257 ⁰С. Максимальная температура в камере сгорания 947 ⁰С. Определить недостающие параметры состояния в характерных точках цикла и его термический КПД. Построить цикл в pvиTs – координатах.
БЛОК ЗАДАЧ № 10

1. Объем всасываемого воздуха в одноступенчатом поршневом компрессоре равен 2.5 литра. Вычислить работу цикла при сжатии воздуха от

р_вх = 0,1 МПа до р_вых = 3,8 МПа в различных процессах: адиабатном, изотермическом и политропном с n = 1,28. Сделать вывод.
2. Двухступенчатый поршневой компрессор сжимает воздух от

р_вх= 0,1 МПа до р_вых= 1,6 МПа. Подача компрессора = 72 м³/ч. Определить распределение давления между ступенями и потребную мощность для сжатия воздуха при n= 1,27.


3. Из поршневого детандера воздушной холодильной машины в теплообменник воздух поступает с температурой – 42 ⁰С и давлением 0,18 МПа. В изобарном процессе в теплообменнике от охлаждаемого тела к воздуху подводится 34 кДж/кг тепла. Степень повышения давления в компрессоре ВХМ _к= 3,6. Сжатие и расширение воздуха считать политропным с показателем n = 1,38. Определить холодильный коэффициент ВХМ.
4. Воздушная холодильная установка с поршневым детандером имеет холодильную мощность = 2,3 кВт. Определить холодильный коэффициент и массовый расход хладагента ВХМ, если компрессор изменяет давление от р₁ = 0,11 МПа до р₂ = 0,38 МПа; температура на входе в компрессор

t₁ = – 5 ⁰C. Сжатие в компрессоре осуществляется с показателем n = 1,28, а расширение в детандере с n = 1,20. Температура воздуха на входе в детандер t₃ = 35 ⁰C. Построить цикл в Ts – координатах.
5. Определить холодильную мощность ПКХМ, если известно, что в качестве хладагента используется фреон R–22 c массовым расходом

= 0,013 кг/с. Температура хладагента на входе и выходе из компрессора при адиабатном сжатии соответственно равна: t₁ = –25 ⁰С и t₂ = 55 ⁰С. Построить цикл ПКХМ в T-s координатах. При решении использовать диаграмму состояния фреона R–22 в координатах ln p-i.
6. К 1кг рабочего тела в испарителе бытового холодильника с холодильным коэффициентом = 2,5 подведено от охлаждаемых продуктов

q = 68 кДж/кг теплоты. Определить удельную работу компрессора и энтропию рабочего тела на выходе из испарителя, если на входе она равна s = 6,41 кДж/(кг ·К), а температура в испарителе t = – 15 ⁰С.
БЛОК ЗАДАЧ № 11

1. Природный газ, имеющий условную химическую формулу C_62,3H₂₄₈, сгорает в воздухе массового состава g _N2=0,752 и g _O2= 0,232. Определить стехиометрическое соотношение компонентов топлива.
2. Керосин, имеющий массовый состав g _C = 0,867 и g _H = 0,133 сгорает в смеси с воздухом состава g _N2=0,752 и g _O2= 0,232. Определить действительное соотношение компонентов, если коэффициент избытка окислителя

0,8.
3. Биогаз, имеющий химическую формулу NH₃, сгорает с воздухом, условная химическая формула которого N_53,9O_14,5. Определить действительное соотношение компонентов, если коэффициент избытка окислителя 0,7.

4. Найти коэффициент избытка окислителя, если при сгорании бензина (C_72,25H₁₃₃) с воздухом (N_53,9O_14,5) на 1кг бензина подается 17.3 кг воздуха.

БЛОК ЗАДАЧ № 12

1. Психрометр, установленный в овощехранилище, показывает температуры: t_с = 24 ⁰С и t_м = 20 ⁰С. Используя i-d диаграмму влажного воздуха, определить влагосодержание, относительную влажность и температуру точки росы.
2. Температура воздуха в сооружении 22 ⁰С, относительная влажность 90%. Используя id – диаграмму влажного воздуха, определить следующие характеристики: энтальпию, влагосодержание, температуру точки росы и парциальное давление водяного пара в помещении.
3. Используя id – диаграмму влажного воздуха, определить в сооружении температуру воздуха, температуру точки росы, парциальное давление водяного пара, если относительная влажность воздуха = 90% и влагосодержание d = 17 г/кг.

4. В помещении объемом 60 м³ при атмосферном давлении 750 мм рт ст. влагосодержание воздуха d = 9 г/кг. Какую массу воды необходимо испарить в помещении для достижения комфортных условий (t = 23 ⁰C, = 70%)? При решении использовать i-d диаграмму влажного воздуха.
БЛОК ЗАДАЧ № 13

1. В сварочный цех необходима объемная подача воздуха

3500 м³/ч. Используя аэродинамическую характеристику вентилятора, определить № вентилятора, его КПД и обороты, если необходимое избыточное давление на выходе из вентилятора 900 Па.
2. Центробежный вентилятор с диаметром колеса D₂= 0,5 м вращается с частотой 1400 об/мин. Определить объемную подачу вентилятора и создаваемое им избыточное давление, если его КПД равен 75%.

При решении использовать аэродинамическую характеристику вентилятора.