Щитов С.В. Панова Е.В. Колесникова О.А. Белякина О.Ф. Спириданчук Н.В. Теплотехника ДальГАУ 2013
10.59 (Вариант 02) Газ массой G имеет начальные параметры — давление р1 и температуру t1. После политропного изменения состояния газа объем его стал V2, давление р2. Определите конечную температуру газа, показатель политропы n, теплоемкость процесса, работу, изменение внутренней энергии и энтропии. Определите эти же величины, если изменение состояния газа происходит по изобаре (р=const) до того же значения конечного объема V2. Зависимость теплоемкости от температуры постоянная c=const. Сделать выводы по полученным расчетным данным. Показать процессы в р-V и T-S диаграммах.
Контрольные вопросы. Каковы общая формулировка и математическое определение первого закона термодинамики?
Таблица 1
| Газ | G, кг | р1, МПа | t1, ºC | V2, м3 | р2, МПа |
| Азот N2 | 11 | 0,17 | 10 | 3,3 | 1,25 |
16.137 (Вариант 02) Определить параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя с изохорно-изобарным подводом теплоты (смешанный цикл), если известны давление р1 и температура t1 рабочего тела в начале сжатия. Степень сжатия ε, степень предварительного расширения ρ, степень повышения давления λ заданы.
Определить работу, получаемую от цикла, подведенную и отведенную теплоту, термический КПД и изменение энтропии отдельных процессов. За рабочее тело принять воздух, считая его теплоемкость в расчетных интервалах температур постоянной. Построить на миллиметровке в масштабе этот цикл в координатах p-υ и T-s. Дать к полученным графикам соответствующие пояснения.
Контрольный вопрос. Приведете основные формулировки второго закона термодинамики.
Таблица 3 — Исходные данные
| р, МПа | t1, ºС | ε | ρ | λ |
| 0,098 | 25 | 15 | 1,31 | 1,63 |
18.137 (Вариант 02) Показать сравнительным расчетом целесообразность применения пара высоких начальных параметров и низкого конечного давления на примере паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, определив располагаемый теплоперепад, термический КПД цикла и удельный расход пара для двух различных значений начальных и конечных параметров пара.
Указать конечное значение степени сухости х2 (при давлении р2). Изобразить схему простейшей паросиловой установки и дать краткое описание ее работы. Представить цикл Ренкина в диаграммах P-υ и T-s согласно полученным данным при решении для 1 варианта. Задачу решать с помощью диаграммы. Представить графическое решение задачи в h-s диаграмме.
Таблица 4 — Исходные данные
| 1 вариант | 2 вариант | ||||
| р1, МПа | t1, °С | р2, МПа | р1, МПа | t1, °С | р2, МПа |
| 6,0 | 460 | 0,0052 | 15,0 | 600 | 0,0035 |
h-s диаграмма водяного пара с рассчитанными процессами прилагается к задаче
21.61 (Вариант 83) В компрессор воздушной холодильной машины поступает воздух с давлением р1 = 0,1 МПа и с температурой t1 ºС. После адиабатного сжатия до давления р2= 0,4 МПа воздух поступает в теплообменник, где при постоянном давлении его температура снижается до t3. Затем воздух адиабатно расширяется в детандре до первоначального давления р1 и направляется в холодильную камеру, где при постоянном давлении р1 отнимает теплоту от охлаждаемых продуктов и нагревается до первоначальной температуры t1. Определить температуру воздуха поступающего в холодильную камеру; холодильный коэффициент; количество теплоты, передаваемой охлаждающей воде в теплообменнике в киловатах; расход воздуха и теоретическую потребную мощность электродвигателя, если хладопроизводительность установки Q. Расчёт иллюстрировать принципиальной схемой установки и её циклом в T-S диаграмме.
Контрольные вопросы. Как подразделяются холодильные машины? Изобразите схему парокомпрессорной холодильной машины и её цикл в координатах.
Таблица 4 — Исходные данные
| t1, ºС | t3, ºС | Q, кВт |
| -8 | 15 | 150 |
23.75 (Вариант 02) Определить потери тепла за 1 час с 1 м длины горизонтально положенной цилиндрической трубы, охлаждаемой свободным потоком воздуха, если известны наружный диаметр d трубы, температура стенки трубы tc и температура воздуха в помещении tв.
Контрольный вопрос. Какими основными безразмерными числами (критериями) подобия определяется конвективная теплоотдача и каков физический смысл этих чисел подобия?
Таблица 5 — Исходные данные
| d, мм | tc, ºС | tв, ºС |
| 56 | 190 | -40 |
18.138 (Вариант 02) Определить по укрупненным показателям мощность котельной для поселка, в котором проживает m человек. Жилую площадь на одного человека принять равной 9 м2. Суточный расход горячей воды для жилых помещений на одного человека a=100 л. Исходные данные для расчета взять из таблицы 8.
Контрольные вопросы. Изобразите схемы водяного отопления зданий: а) с естественной циркуляцией; б) вертикальную, с попутным движением воды и с насосной циркуляцией воды; в) с горизонтальной разводкой трубопровода и с насосной циркуляцией.
Таблица 6 — Исходные данные
| Количество человек в поселке | Место строительства котельной вблизи городов |
| 1500 | Благовещенск |
20.44 (Вариант 02) По данным из таблицы 7 подобрать калориферную установку для подогрева приточного воздуха в гараже. Теплоноситель – вода с температурой в подающей магистрали tп=95 ºС, а в обратной магистрали t0=70 °С.
Контрольные вопросы. Назначение и типы калориферов. Схемы воздушного отопления.
Таблица 7 — Исходные данные
| Воздухообмен в помещении, L, м3/ч | Температура наружного воздуха, tн, ºС |
| 5500 | -36 |
18.139.0 (Вариант 02) По заданному виду топлива и паропроизводительности Д котельного агрегата выбрать тип топки и коэффициент избытка воздуха αт.
Определить теоретически необходимый расход воздуха и суммарный объем продуктов сгорания, приведенный к нормальным условиям; составить тепловой баланс котельного агрегата и определить его КПД (брутто); часовой расход натурального и условного топлива, пренебрегая непрерывной продувкой.
Контрольные вопросы. Дайте определение высшей и низшей теплоты сгорания топлива. Как они связаны друг с другом? Опишите типы и значения пароперегревателей, экономайзеров и воздухоподогревателей.
Таблица 8 — Исходные данные
| Тип топлива | Д, т/ч | рпп, МПа | tпп, °С | tпв, °С | q2, % |
| Экибастузский уголь СС | 90 | 10 | 550 | 210 | 6,0 |
