Драбкина Е.В. Основы теплотехники МИИТ 2012
11.34 Воздух, имея начальную температуру t1=27 ºC и абсолютное давление p1, изотермически расширяется до давления р2=0,1 МПа, а затем нагревается в изохорном процессе до тех пор, пока давление вновь не станет равным р1. Требуется определить удельный объем воздуха в конце изотермического расширения и температуру в конце изохорного подвода теплоты, а также изменения удельных значений внутренней энергии, энтальпии и энтропии в изохорном процессе. Теплоемкость воздуха считать не зависящей от температуры. Изобразить процессы в рυ и Ts — диаграммах.
| Номер варианта | р1, МПа |
| 0 | 0,9 |
Ответ: υ2=0,864 м³/кг, t3=2427 ºC, Δu2-3=1738 кДж/кг, Δh2-3=2429 кДж/кг, Δs2-3=1,591 кДж/(кг·К).
3.85 Смесь идеальных газов заданного массового состава занимает объем V при постоянном абсолютном давлении p и температуре t. Требуется определить газовую постоянную смеси, среднюю молекулярную массу, массу смеси, объемный состав смеси, а также среднюю мольную, объемную и массовую теплоемкости смеси (при p=const) для интервала температур 0-t.
| Номер
варианта |
Массовый состав смеси, % | V, м3 | р, МПа | t, ºC | |||
| CO2 | H2O | N2 | O2 | ||||
| 0 | 18 | 1 | 65 | 16 | 2 | 1,0 | 200 |
Ответ: Rсм=273,1 Дж/(кг·К), μсм=30,45 кг/кмоль, m=15,5 кг, rCO2=0,13, rH2O=0,02, rN2=0,71, rO2=0,14, μcр=31,617 кДж/(кмоль·К), μcυ=23,302 кДж/(кмоль·К), cрm=1,038 кДж/(кг·К).
14.62 В дроссельном клапане парового двигателя водяной пар с начальными параметрами р1 и t1 дросселируется до давления 1 МПа, а затем адиабатно расширяется в цилиндре двигателя до давления 0,1 МПа. Определить потерю располагаемой работы пара вследствие дросселирования. Решение задачи проиллюстрировать в is — диаграмме.
| Номер варианта | р1, МПа | t1, ºС |
| 0 | 5 | 300 |
Ответ: Δlрасп=254 кДж/кг.
16.3 Определить основные параметры рабочего тела в переходных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты, степень сжатия, термический КПД и полезную работу. Заданы характеристики цикла λ и ρ. В начальной точке цикла р1=0,1 МПа и t1=67 ºC. Температура в конце адиабатного процесса сжатия рабочего тела равна 600 ºС. Рабочее тело — 1 кг сухого воздуха. Изобразить цикл в рυ и Ts-координатах.
| Номер варианта | λ | ρ |
| 0 | 2,2 | 1,2 |
22.149 Стенка холодильника, состоящая из наружного слоя изоляционного кирпича толщиной δ1=250 мм и внутреннего слоя совелита толщиной δ2=200 мм, имеет температуру наружной поверхности tст1 и внутренней tст3. Коэффициенты теплопроводности материала слое соответственно равны λ1=0,24 Вт/(м·К) и λ2=0,09 Вт/(м·К). Определить плотность теплового потока через стенку и температурные градиенты в отдельных слоях. Представить график распределения температуры по толщине стенки.
| Номер варианта | tст1, ºС | tст3, ºС |
| 0 | 30 | -8 |
Ответ: q=11,6 Вт/м, tст2=18ºС, gradt1=48 ºС/м, gradt2=50 ºС/м.
23.27 По трубе с внутренним диаметром d=50 мм течет вода со средней скоростью ω. Средняя температура воды tж, температура стенки трубы tст постоянна. Определить среднее значение коэффициента теплоотдачи и количество передаваемого в единицу времени тепла (линейную плотность теплового потока, Вт/м), если относительная длина трубы l/d=100.
| Номер варианта | ω, м/c | tж, ºС | tст, ºС |
| 0 | 0,4 | 70 | 100 |
Ответ: αк=2569 Вт/(м²·К), ql=12,1 кВт/м.
27.75 Определить требуемую площадь теплообменной поверхности охладителя надувочного дизеля на основании следующих данных:
— температура воздуха на входе в охладитель t′в=115 ºС;
— температура воздуха на выходе из охладителя t″в=65 ºС;
— расход воздуха Gв;
— температура охлаждающей воды на входе в охладитель t′ω;
— расход охлаждающей воды Gω=1,25 кг/c;
— коэффициент теплопередачи k=100 Вт/(м²·К).
Схемы движения теплоносителей:
а) противоточная;
б) прямоточная.
| Номер варианта | Gв, кг/c | t′ω, ºС |
| 0 | 1,1 | 38 |
Ответ: Fпрям=14,2 м², Fпрот=12,6 м².
26.82 Определить плотность теплового потока через плоскую стенку нагревательной печи, состоящую из двух слоев кладки: шамотного кирпича толщиной δ1=0,56 м и диамитового кирпича δ2=0,24 м, если температура внутренней поверхности кладки равна tст1, а температура наружного воздуха t0=25 ºC. Коэффициент теплопроводности внутреннего слоя кладки λ1=0,95 Вт/(м·К), наружного слоя λ2=0,15 Вт/(м·К). Коэффициент теплоотдачи конвекцией со стороны наружной поверхности αк=8,5 Вт/(м²·К), а ее степень черноты ε.
| Номер варианта | tст1, ºС | ε |
| 0 | 800 | 0,60 |
Ответ: q=45163 Вт/м².
