Вафин И.З. Курбангалеев М.С. Мухамадиев А.А. Хайруллин И.Х. Теплотехника. Техническая термодинамика. Теплопередача. Казан. гос. технолог. ун-т Казань 2006
3.57 Определить газовую постоянную, кажущуюся молекулярную массу, плотность и удельный объем при нормальных условиях для смеси идеальных газов, объемное содержание которых задано.
Найти также средние массовые теплоемкости этой смеси при постоянном давлении р1 в интервале температур от t1 до t2 и определить количество теплоты для изобарного нагревания m кг газовой смеси от t1 до t2, если задан общий начальный объем этой смеси Vсм.
Данные для расчета приведены в табл. 1.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант 00 | ||||||
| р1, бар | Vсм, м³ | t1, ºС | t2, ºС | Объемный состав газовой смеси | ||
| N2 | O2 | H2 | ||||
| 1 | 50 | 100 | 500 | 70 | 20 | 10 |
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
ВУЗ: КНИТУ
10.29 m кг газа расширяется политропно с показателем политропы n от начального состояния с параметрами p1 и t1 до конечного давления p2. Определить теплоту Q, работу L, изменение внутренней энергии ΔU, энтальпии ΔH и энтропии ΔS. Считать, что c=const.
Изобразить процесс на pυ — диаграмме без соблюдения масштаба. Данные для расчета приведены в табл. 2.
Таблица 2
| Вариант | Газ | m, кг | n | р1, МПа | t1, ºС | р2, МПа |
| 00 | N2 | 10 | 1 | 0,2 | 10 | 0,8 |
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
ВУЗ: КНИТУ
19.24 Сжатие воздуха в компрессоре происходит: а) по изотерме; б) по адиабате; в) по политропе с показателем 1 < n < k. Массовый расход сжимаемого воздуха m, кг/c, начальное давление р1 = 0,1 МПа, начальная температура t1, конечное давление р2.
Определить величины работ сжатия, теоретическую работу компрессора и мощность привода компрессора ( N = lкомпр m, кВт).
Изобразить процессы на pv-диаграмме. Объяснить полученные результаты расчетов.
Данные для расчета приведены в табл. 3.
Таблица 3
| Вариант | n | m, кг/c | t1, ºС | р2, МПа |
| 00 | 1,1 | 5 | 10 | 0,5 |
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
ВУЗ: КНИТУ
14.33 Водяной пар при давлении р1 и температуре t1, дросселируется до давления p2. Определить неизвестные параметры пара h, υ, s в начале и в конце дросселирования и потерю работоспособности Dh=T0·Δs.
Принять температуру окружающей среды равной t0. Изобразить процессы на hs — диаграмме.
Данные для расчета приведены в табл. 4
Таблица 4 – Исходные данные
| Вариант | t1, °С | р1, МПа | р2, МПа | t0, °С |
| 00 | 700 | 50 | 0,5 | 10 |
hs диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
ВУЗ: КНИТУ
21.61 Определить холодильный коэффициент ε парокомпрессионной аммиачной холодильной установки (с дросселем), массовый расход аммиака m, кг/c и теоретическую мощность привода компрессора Nкомпр по заданным значениям температуры влажного насыщенного пара NH3 на входе в компрессор t1 и температуре сухого насыщенного пара за компрессором t2 и холодопроизводительности установки Q.
Изобразить схему установки и цикл на Ts — диаграмме. Данные для расчета приведены в табл. 6.
Таблица 6
| Вариант | t1, °С | t2, °С | Q, кВт |
| 00 | -10 | 40 | 150 |
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
ВУЗ: КНИТУ
18.79 Путем сравнительного расчета показать целесообразность применения пара высоких начальных параметров и низкого конечного давления на примере паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина. Для этого определить предполагаемое теплопадение, термический КПД цикла и удельный расход пара для двух вариантов значений начальных и конечных параметров пара. Указать конечное значение степени сухости х2 (при давлении р2) на Ts- и hs — диаграммах.
Изобразить схему простейшей паросиловой установки и дать краткое описание ее работы. Данные для решения задачи взять из табл. 9.
Таблица 9 – Исходные данные
| Вариант 00 | |||||
| Параметры пара I варианта |
Параметры пара II варианта |
||||
| р1, МПа | t1, ºC | р2, кПа | р1, МПа | t1, ºC | р2, кПа |
| 1,5 | 250 | 80 | 8,0 | 480 | 3 |
h-s — диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
ВУЗ: КНИТУ
22.48 Определить плотность теплового потока q, передаваемого теплопроводностью:
1) через однослойную плоскую металлическую стенку толщиной δc;
2) через двухслойную плоскую стенку: первая стенка покрыта плоским слоем изоляции толщиной δи.
Температуры внешних поверхностей tc1 и tc2 в обоих случаях одинаковы.
Данные для решения задачи взять из табл. 1.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | Материал стенки | Толщина стенки δс, мм | tс1, ºС | tс2, ºС | Материал изоляции | δи, мм |
| 00 | Медь | 2 | 190 | 50 | Асбест | 20 |
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
ВУЗ: КНИТУ
23.45 (Вариант 71) По трубе длиной l=3 м и внутренним диаметром d, м движется жидкость со скоростью W, м/c. Средние по длине температуры стенки трубы tc, ºC, и жидкости tж, ºС.
Рассчитать средний коэффициент конвективной теплоотдачи к жидкости или от нее к стенке.
Данные для решения задачи взять из табл. 2.
Таблица 2
| d, м | W, м/c | tc, ºC | tж, ºC | Жидкость |
| 0,012 | 0,5 | 90 | 40 | Глицерин |
ВУЗ: КНИТУ
25.56 (Вариант 71) Определить плотность лучистого потока тепла qл между двумя параллельными плоскостями, имеющими температуры t1 и t2 и степени черноты ε1 и ε2. Как изменится qл, если между плоскостями установить тонкий листовой экран со степенью черноты εэ?
Данные для решения задачи взять из табл. 3.
Таблица 3
| ε1 | ε2 | εэ | t1, ºC | t2, ºC |
| 0,65 | 0,42 | 0,42 | 750 | 35 |
ВУЗ: КНИТУ
26.56 (Вариант 71) Плоская стальная стенка толщиной δс омывается с одной стороны горячими газами с температурой tж1, а с другой стороны – водой с температурой tж2. Определить коэффициент теплопередачи k от газов к воде, плотность теплового потока и температуры обеих поверхностей стенки, если известны коэффициенты теплоотдачи от газов к стенке α1 и от стенки к воде α2, а коэффициент теплопроводности стали λc=50 Вт/(м·град). Определить также все указанные выше величины для случая, если стенка, омываемая водой, покроется слоем накипи толщиной δн; коэффициент теплопроводности накипи λн=0,5 Вт/(м·град). Показать, как изменится характер зависимости температур от tж1 до tж2 по толщине слоя. Объяснить влияние отложения накипи на теплопередачу.
Данные для решения задачи взять из табл. 4.
Таблица 4
| δс,мм | δн,мм | α1 | α2 | tж1, ºС | tж2, ºС |
| Вт/(м·град) | |||||
| 16 | 1,5 | 35 | 1400 | 400 | 70 |
ВУЗ: КНИТУ
