Чечеткина А.А. Липинский М.С. Теплотехника БГАРФ 2017
3.66 (Вариант 39) Газовая смесь, заданная объемными долями, при давлении р1 и температуре t1 нагревается при постоянном давлении до температуры t2. Определите массовый состав смеси, газовую постоянную, плотность и удельный объем при начальных и нормальных условиях, количество теплоты потребное для нагрева. Объемный расход смеси V и другие данные примите по табл. 1. Значения теплоемкостей газов приведены в приложении.
При определении теплоты теплоемкость примите:
— без учета зависимости от температуры;
— с учетом линейной зависимости от температуры;
— с учетом нелинейной зависимости от температуры.
При анализе результатов сравните эти методы и объясните причину расхождения количества теплоты.
Таблица 1
| р1, МПа | t1, ºС | t2, ºС | V, м3/c |
| 0,19 | 400 | 900 | 9,0 |
Продолжение таблицы 1
| CO2 | SO2 | N2 | O2 |
| % | % | % | % |
| - | 25 | 75 | - |
10.46 (Вариант 34) Газ массой М с начальными параметрами р1 и Т1 изменяет свое состояние по политропам с показателями: n=-1, n=0, n=k, n=2.
Определите в каждом из процессов параметры состояния в конце процесса, теплоту, работу, изменение внутренней энергии и изменение энтропии. Отношение объемов при изменении состояния газа V1/V2 и другие данные, необходимые для решения задачи, выберите из табл. 2.
При решении задачи объясните сущность каждого процесса. По результатам расчета составьте сводную таблицу и изобразите все процессы в pυ- и Ts — координатах, и сделайте заключение о влиянии показателя политропы на полученные величины.
Расчеты необходимо вести при постоянном значении теплоемкости не зависимо от температуры.
Таблица 2
| Газ | р1, МПа | Т1, К | М, кг | V1/V2 |
| H2 | 1,4 | 440 | 3 | 0,43 |
16.99 (Вариант 34) Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с заданным подводом теплоты определите параметры состояния в характерных точках, количество подведенной и отведенной теплоты, термический КПД, полезную работу и среднее давление цикла, если параметры в начале процесса сжатия р1 и Т1, степень сжатия ε, степень повышения давления λ и степень предварительного расширения ρ. Рабочим телом считается воздух с показателем адиабаты k=1,4.
Определите также термический КПД цикла Карно, совершающегося при тех же предельных температурах, и сделайте заключение о степени совершенства рассчитываемого цикла.
Данные для решения задачи приведены в табл. 3.
При решении задачи необходимо дать объяснение цикла и его изображение в рυ- и Ts — координатах.
Расчеты ведите при постоянном значении теплоемкостей независимо от температуры.
Таблица 3
| р1, МПа | Т1, К | Подвод теплоты | ε | λ | ρ |
| 0,14 | 340 | p=const | 12 | 1,0 | 1,7 |
26.45 (Вариант 34) Плоская стальная стенка толщиной δ=10 мм омывается с одной стороны дымовыми газами с температурой t1, а с другой – водой с температурой t2. Определите плотность теплового потока и температуры поверхностей стенки, если коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке α1, и от стенке к воде α2.
Как изменится плотность теплового потока и температуры на поверхностях слоев, если в процессе эксплуатации:
– со стороны газов появится слой сажи толщиной δc с коэффициентом теплопроводности λс;
— со стороны воды появится слой накипи толщиной δн с коэффициентом теплопроводности λн;
— сажа и накипь появляются одновременно?
Данные для решения возьмите из табл. 4.
Решение задачи необходимо сопровождать схемами передачи теплоты, графиками изменения температур и объяснением смысла основных используемых величин.
Таблица 4
| t1 | t2 | α1, | α2, | δc | δн | λс | λн |
| ºС | Вт/(м2·К) | мм | Вт/(м·К) | ||||
| 1400 | 140 | 34 | 5400 | 3 | 13 | 0,13 | 1,53 |
27.46 (Вариант 34) Определите поверхность нагрева рекуперативного газоводяного теплообменника при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если массовый расход нагреваемой воды Мв, коэффициент теплопередачи от продуктов сгорании к воде К, начальные и конечные температуры продуктов сгорания и воды соответственно t′г, t″г, t′в, t″в. Изобразите графики изменении температур для обоих случаев. Данные для решения приведены в табл. 5.
Таблица 5
| t′г, ºС | t″г, ºС | t′в, ºС | t″в, ºС | М1, кг/c | К, Вт/(м2·К) |
| 840 | 240 | 24 | 140 | 1,3 | 63 |
Ответ: Fпрям=29 м², Fпрот=24 м².
