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
| Вариант | М1 | М2 | ε=V2/V1 | n |
| кмоль | ||||
| 23 | 0,4 | 0,6 | 16 | 1,27 |
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?
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
| Вариант | V1, м³/мин | t1, ºС | Газ | n |
| 23 | 35 | 12 | О2 | 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?
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.
| Вариант | d1 | d2 | t1, ºС | t2, ºС | α1 | α2 |
| мм | Вт/(м²·К) | |||||
| 23 | 130 | 140 | 1000 | 100 | 52 | 4400 |
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?
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 | ||||
| 3 | 240 | 2 | 230 | 25 |
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?
