Решение задач по теплотехнике (124287)

Посмотреть архив целиком

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

МПа


Решение:

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

МПа


Решение:

Записываем уравнение сплошности:



- массовый расход газа кг/с;

- скорость потока в рассматриваемом сечении м/с.



Так как



применяем формулу:


м/с.

кг/с


при понижении давление за до 400 кПа


кг/с


Расход 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

Параметры

Р, МПа

t, К

h кДж/кг

S кДж/кг

1

5

263

0,038

2273

5,9

2

0,3

160

0,48

2273

6,17


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:

МПа


Решение:

а) Изотермический процесс


Работа изотермического процесса:



Мощность:


Вт


б) Адиабатный при к = 1,4

Определяем температуру в конце сжатия



Мощность:


Вт


в) 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:

  1. Средняя разность температур

Если , тогда


.


2. Движущая сила процесса теплопередачи:


С


Физические 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:


м


Задача 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:

  1. Уравнение теплового баланса:



  1. Определяем температурный напор по формуле:


где = 1 для прямоточной и противоточной схеме

при давлении Р = 0,5 МПа температура греющего пара

Предварительно принимаем конечную температуру


С

С


Если , тогда


3. Расход теплоты на нагрев:


кВт


  1. Расход теплоты на нагрев:



где: - теплоемкость воды.


кВт


Разность большая принимаем


С

кВт

кВт


Определяем разность найденных значений теплоты:



Выбранная конечная температура верна:


10




Случайные файлы

Файл
~2.DOC
66248.rtf
33909.rtf
58845.rtf
89021.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.