Балахонцев Е.В. Верес А.А. Теплотехника

3.52 Смесь, состоящая из СО2 и СО, задана массовыми  долями (gСО2 и gCO). Имея начальные параметры – давление р1=0,5 МПа и температуру t1=27  ºС, смесь расширяется при постоянном давлении до объема V2=ρV1.

Определить газовую постоянную смеси, ее начальный объем V1, параметры смеси в состоянии 2, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии, теплоту и работу расширения в процессе 1-2, если масса смеси m.

Таблица 1 – Исходные данные

Вариант gСО2 gСО m, кг ρ=V2/V1
21 0,2 0,8 4 4,5

Указание. Теплоемкости газов CO2 и CO принять зависящими от температуры. Их численные значения выбрать из приложения 2.


14.27 Водяной пар, имея начальные параметры р1=5 МПа и х1=0,9 нагревается при постоянном давлении до температуры t2, затем дросселируется до давления р4=5 кПа. Определить, используя is — диаграмму водяного пара: количество теплоты, подведенной к пару в процессе 1-2; изменение внутренней энергии, а также конечную температуру t3 в процессе дросселирования 2-3; конечные параметры и скорость на выходе из сопла Лаваля, а также расход пара в процессе изоэнтропного истечения 3-4, если известна площадь минимального сечения сопла fмин.

Все процессы показать в is — диаграмме. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл.2.

Таблица 2 – Исходные данные

Вариант t2, ºС р3, МПа fмин, см2
14 420 1,3 20

Ответить на вопрос: как влияет на конечную степень сухости (х4) температура t2 при p3=const.

h-s — диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче

Варианты задачи: 21, 53, 87.


17.23 Для теоретического цикла ГТУ с подводом теплоты при постоянном давлении определить параметры рабочего тела (воздуха) в характерных точках цикла, подведенную и отведенную теплоту, работу и термический КПД цикла, если начальное давление р1=0,1 МПа, начальная температура t1=27 ºC, степень повышения давления в компрессоре π, температура газа перед турбиной t3. Определить теоретическую мощность ГТУ при заданном секундном расходе воздуха G. Дать схему и цикл установки в pυ- и Ts-диаграммах. Данные для решения выбрать из таблицы 3.

Указание. Теплоемкость воздуха принять не зависящей от температуры и равной ср=1 кДж/(кг·К),k=cp/cυ=1,4 .

Ответить на вопрос: как влияет температура t3 на мощность ГТУ при выбранной степени повышения давления π?

Таблица 3 – Исходные данные

Вариант π=p2/p1 t3, ºC G, кг/c
21 6,5 750 30

19.52 (Вариант 21) Для лабораторных экспериментов необходимо иметь G килограммов в секунду воздуха при параметрах рк и tk=t1, где t1 — температура окружающей среды.

Рассчитать многоступенчатый поршневой компрессор (без учета трения и вредного пространства), т.е. определить: количество ступеней компрессора, степень повышения давления в каждой ступени, количество теплоты, отведенной от воздуха в цилиндрах компрессора, в промежуточном и конечном холодильниках (при охлаждении до t1) и мощность привода, если давление воздуха на входе в первую ступень компрессора р1=0,1 МПа и температура t1=27 ºC. Допустимое повышение температуры воздуха в каждой ступени Δt, показатель политропы сжатия n, конечное давление рк и расход воздуха G выбрать из табл.4.

Таблица 4 – Исходные данные 

Δt, ºСрк, МПаnG, кг/c
170161,250,4

Указание. При расчете по допустимым Δt, как правило, получается число ступеней, не равное целому числу (например, 1,3; 2,6; 3,5), поэтому нужно принимать целое число (например, 2, 3, 4) и для Δt, соответствующего целому числу ступеней, проводить все расчеты.

Ответить на вопрос: во сколько раз увеличится работа привода компрессора, если в вашем варианте задачи сжатии производить в одноступенчатом компрессоре при выбранном показателе политропы n?

Варианты задачи: 14.


21.72 Пар фреона-12 при температуре t1 поступает в компрессор, где адиабатно сжимается до давления, при котором его температура становится равной t2, а сухость пара x2=1. Из компрессора фреон поступает в конденсатор, где при постоянном давлении полностью конденсируется (обращается в жидкость), после чего адиабатно дросселируется до температуры t4=t1. Определить холодильный коэффициент установки, массовый расход фреона-12, а также теоретическую мощность привода компрессора, если холодильная мощность установки Q. Изобразите схему установки и ее цикл в Ts- и hs — диаграммах.

Данные для решения задачи выбрать из табл.3

Указание. Задачу решить с помощью таблиц параметров насыщенного пара фреона-12.

Таблица 3

Вариант t1, ºC t2, ºC Q, кВт
07 -10 15 270

26.20 (Вариант 07) По горизонтально расположенной стальной трубе (λ=20 Вт/(м·К)) со скоростью ω течет вода, имеющая температуру tв. Снаружи труба охлаждается окружающим воздухом, температура которого tвоз при давлении 0,1 МПа. Определить коэффициенты теплоотдачи α1 и α2 соответственно от воды к внутренней поверхности трубы и от ее наружной поверхности к воздуху, коэффициент теплопередачи и тепловой поток ql, отнесенные к 1 м длины трубы, если внутренний диаметр трубы равен d1, внешний d2. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 5.

Таблица 5 — Исходные данные

tв, ºС10·ω, м/ctвозд, ºСd1, ммd2, мм
2004,218190210


16.104 Определить индикаторную мощность Ni двухтактного двигателя внутреннего сгорания по его конструктивным параметрам и среднему индикаторному давлению. Значения диаметра цилиндра двигателя D, ход поршня s, угловую скорость коленчатого вала ω, число цилиндров z и среднее индикаторное давление pi выбрать из табл. 31.

Таблица 31

Вариант 00
D, мм S, мм ω, мин-1 z, шт pi, кПа
80 97 1800 4 850

Чем отличаются процессы приготовления горючей смеси и ее воспламенения в карбюраторных и дизельных двигателях?