Марченкова С. Г. Теплотехника СФУ Красноярск 2017
3.102 Смесь, состоящая из М1 киломолей углекислого газа и М2 киломолей окиси углерода с начальными параметрами р1 = 5 МПа и Т1 = 2000 К, расширяется до конечного объема V2 = εV1. Расширение осуществляется по изотерме, по адиабате, по политропе с показателем n. Определить газовую постоянную смеси, её массу и начальный объем, конечные параметры смеси, работу расширения, теплоту процесса, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Дать сводную таблицу результатов и анализ ее. Показать процессы в рV- и Ts- диаграммах.
Таблица 1
| Последняя цифра | М1 | М2 | Предпоследняя цифра | ε = V2/V1 | n |
| кмоль | |||||
| 0 | 0,1 | 0,9 | 0 | 20 | 1,12 |
| 1 | 0,2 | 0,8 | 1 | 18 | 1,16 |
| 2 | 0,3 | 0,7 | 2 | 16 | 1,27 |
| 3 | 0,4 | 0,6 | 3 | 14 | 1,25 |
| 4 | 0,5 | 0,5 | 4 | 12 | 1,22 |
| 5 | 0,6 | 0,4 | 5 | 10 | 1,55 |
| 6 | 0,7 | 0,3 | 6 | 8 | 1,45 |
| 7 | 0,8 | 0,2 | 7 | 6 | 1,52 |
| 8 | 0,9 | 0,1 | 8 | 14 | 1,28 |
| 9 | 0,5 | 0,5 | 9 | 16 | 1,25 |
Указания. Показатель адиабаты, а следовательно, изохорную и изобарную теплоёмкости принять независящими от температуры.
Ответить на вопросы.
1. Как зависит работа от показателя политропы и почему?
2. Как изменятся (численно) результаты расчётов адиабатного процесса, если учесть, что показатель адиабаты зависит от температуры?
Выбрать вариант задачи
Оформление готовой работы
ВУЗ: СФУ
19.129 Расход газа в поршневом одноступенчатом компрессоре составляет V1 при давлении р1 = 0,1 МПа и температуре t1. При сжатии температура газа повышается на 200ºС. Сжатие происходит по политропе с показателем n. Определить конечное давление, работу сжатия и работу привода компрессора.
Исходные данные для решения задачи выбрать из таблицы 2.
Таблица 2
| Последняя цифра | V1, м³/мин | t1, ºС | Предпоследняя цифра | Газ | n |
| 0 | 20 | 0 | 0 | Воздух | 1,35 |
| 1 | 25 | 7 | 1 | He | 1,45 |
| 2 | 30 | 10 | 2 | O2 | 1,32 |
| 3 | 35 | 12 | 3 | N2 | 1,33 |
| 4 | 40 | 15 | 4 | CO | 1,35 |
| 5 | 45 | 17 | 5 | N2 | 1,34 |
| 6 | 50 | 20 | 6 | O2 | 1,29 |
| 7 | 55 | 22 | 7 | He | 1,5 |
| 8 | 60 | 25 | 8 | CO2 | 1,28 |
| 9 | 65 | 30 | 9 | Воздух | 1,32 |
Ответить на вопросы.
1. Как влияет показатель политропы на конечное давление при фиксированных значениях p1, t2 и t1?
2. Чем ограничивается р2 в реальном компрессоре кроме ограничения по максимально допустимой конечной температуре?
Выбрать вариант задачи
ВУЗ: СФУ
26.21 По стальной трубе, внутренний и внешний диаметр которой соответственно d1 и d2, а коэффициент теплопроводности λ = 40 Вт/(м·К), течёт газ со средней температурой t1. Коэффициент теплоотдачи от газа к стенке α1.
Снаружи труба охлаждается водой с температурой t2. Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде α2. Определить коэффициент теплопередачи К от газа к воде, тепловой поток на один метр длины трубы ql и температуры поверхностей трубы.
Данные для решения задачи выбрать из таблицы 3.
| Последняя цифра | d1 | d2 | t1, ºС | Предпоследняя цифра | t2, ºС | α1 | α2 |
| мм | Вт/(м²·К) | ||||||
| 0 | 100 | 108 | 700 | 0 | 80 | 60 | 4000 |
| 1 | 110 | 118 | 800 | 1 | 90 | 54 | 4200 |
| 2 | 120 | 130 | 900 | 2 | 100 | 52 | 4400 |
| 3 | 130 | 140 | 1000 | 3 | 110 | 50 | 4600 |
| 4 | 140 | 150 | 1100 | 4 | 120 | 44 | 5000 |
| 5 | 150 | 162 | 1200 | 5 | 130 | 42 | 5200 |
| 6 | 160 | 172 | 1300 | 6 | 140 | 40 | 5400 |
| 7 | 170 | 182 | 1200 | 7 | 150 | 36 | 5600 |
| 8 | 180 | 194 | 1100 | 8 | 160 | 32 | 5800 |
| 9 | 190 | 204 | 1000 | 9 | 170 | 30 | 6000 |
Ответить на вопрос.
При каких значениях d2/d1 (близких к единице или гораздо больше единицы) цилиндрическую стенку для расчётов без больших погрешностей можно заменить плоской?
Выбрать вариант задачи
ВУЗ: СФУ
23.139 Определить потери теплоты в единицу времени с одного метра горизонтально расположенной трубы, охлаждаемой свободным потоком воздуха, если температура стенки трубы tс, температура воздуха в помещении tв, а диаметр трубы d.
Данные для решения задачи взять из таблицы 4.
Таблица 4
| Последняя цифра | d, мм | Предпоследняя цифра | tс | tв |
| ºС | ||||
| 0 | 250 | 0 | 250 | 15 |
| 1 | 230 | 1 | 240 | 20 |
| 2 | 210 | 2 | 230 | 25 |
| 3 | 240 | 3 | 220 | 35 |
| 4 | 250 | 4 | 210 | 25 |
| 5 | 270 | 5 | 200 | 20 |
| 6 | 300 | 6 | 190 | 15 |
| 7 | 320 | 7 | 180 | 10 |
| 8 | 340 | 8 | 170 | 5 |
| 9 | 360 | 9 | 160 | 0 |
Указания. Лучистым теплообменом пренебречь.
Ответить на вопросы.
- Какой из трёх режимов (ламинарный, переходный, турбулентный) осуществляется в вашем варианте задачи?
- Как влияет диаметр трубы на коэффициент теплоотдачи при различных режимах течения?
Выбрать вариант задачи
ВУЗ: СФУ
25.111 Определить удельный лучистый тепловой поток q (Вт/м²) между двумя параллельно расположенными плоскими стенками, имеющими температуры t1 и t2 и степени черноты ε1 и ε2, если между ними нет экрана. Определить q при наличии экрана со степенью черноты εэ (с обеих сторон).
Данные для решения задачи выбрать из таблицы 5.
Таблица 5
| Последняя цифра | ε1 | ε2 | εэ | Предпоследняя цифра | t1 | t2 |
| ºС | ||||||
| 0 | 0,5 | 0,6 | 0,04 | 0 | 200 | 30 |
| 1 | 0,55 | 0,52 | 0,045 | 1 | 250 | 35 |
| 2 | 0,6 | 0,7 | 0,05 | 2 | 300 | 25 |
| 3 | 0,52 | 0,72 | 0,02 | 3 | 350 | 20 |
| 4 | 0,58 | 0,74 | 0,03 | 4 | 400 | 40 |
| 5 | 0,62 | 0,54 | 0,025 | 5 | 450 | 45 |
| 6 | 0,7 | 0,58 | 0,032 | 6 | 500 | 50 |
| 7 | 0,65 | 0,62 | 0,055 | 7 | 550 | 55 |
| 8 | 0,75 | 0,73 | 0,06 | 8 | 600 | 60 |
| 9 | 0,8 | 0,77 | 0,023 | 9 | 650 | 65 |
Ответить на вопросы.
- Во сколько раз уменьшится тепловой поток, если принять в вашем варианте задачи εэ = ε1 по сравнению с потоком без экрана?
- Для случая ε1 = ε2 определите, какой экран из таблицы 5 даст наихудший эффект, а какой – наилучший?
Выбрать вариант задачи
ВУЗ: СФУ
