Мороз В.П. Смородина Т.В. Сметнев А.С. Юдин Ю.Б. Теплотехника 2012
10.12 В процессе изменения состояния 1 кг газа внутренняя энергия его увеличивается (или уменьшается) на Δu. При этом над газом совершается работа (или газ совершает работу), равная l. Начальная температура газа t1, конечное давление p2.
Определить для заданного газа теплоту q процесса, показатель политропы n, начальные и конечные параметры газа, изменение его энтропии Δs и изменение его энтальпии Δh. Представить процесс в pυ- и Ts — диаграммах. Изобразить также (без расчета) изобарный, изохорный, изотермический и адиабатный процессы, проходящие через ту же начальную точку, и дать их сравнительный анализ. Данные для расчетов взять из таблицы 3.1.
Контрольный вопрос. Какова общая формулировка и математическое выражение первого закона термодинамики?
Таблица 3.1 — Данные для расчета
| Сумма двух последних цифр шифра 0 | ||||
| Δu, кДж/кг | l, кДж/кг | t1, ºC | р2, МПа | Род газа |
| 150 | -200 | 17 | 2,0 | N2 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18.
ВУЗ: РГАЗУ
16.101 Определить параметры (р, υ, Т) рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно — изобарным подводом теплоты (смешанный цикл), если известны давление р1 и температура t1 рабочего тела в начале сжатия. Степень сжатия ε, степень повышения давления λ, степень предварительного расширения ρ заданы. Показатель политропы сжатия равен n1, показатель политропы расширения равен n2.
Определить подведенную и отведенную теплоты, полезную работу цикла, его термический КПД и изменение энтропии отдельных процессов цикла. За рабочее тело принять воздух, считая теплоемкость его в расчетном интервале температур постоянной.
Построить на «миллиметровке» в масштабе этот цикл в координатах р-υ и T-s. Дать к полученным графикам соответствующие пояснения. Данные для расчета взять из таблицы 3.2.
Контрольный вопрос. В чем смысл второго закона термодинамики?
Таблица 3.2 — Исходные данные для задачи 2
| Сумма двух последних цифр шифра 0 | ||||||
| р1, МПа | t1, ºC | ε | λ | ρ | n1 | n2 |
| 0,1 | 15 | 14 | 1,7 | 1,6 | 1,26 | 1,4 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18.
ВУЗ: РГАЗУ
23.3 Определить потери теплоты за 1 час с 1 м длины горизонтально расположенной цилиндрической трубы, охлаждаемой свободным потоком воздуха, если известны наружный диаметр d трубы, температура стенки трубы tст и температура воздуха tв в помещении. При расчете коэффициента теплоотдачи учесть лучистую составляющую. Данные для расчетов взять из таблицы 3.3.
Контрольный вопрос. Какими основными безразмерными числами (критериями) подобия определяется конвективная теплоотдача и каков физический смысл этих чисел подобия?
Таблица 3.3 – Исходные данные для задачи 3
| Сумма двух последних цифр шифра | d, мм | tст, ºС | tв, ºС |
| 0 | 100 | 38 | -10 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18.
ВУЗ: РГАЗУ
27.13 Определить площадь поверхности нагрева газоводяного рекуперативного теплообменника, работающего по противоточной схеме. Греющий теплоноситель — дымовые газы с начальной температурой t′г и конечной — t″г. Расход воды через теплообменник — Gв, начальная температура воды — t′в, конечная — t″в. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы — αг и от стенки трубы к воде — αв. Теплообменник выполнен из стальных труб с наружным диаметром d=50 мм и толщиной стенки δ=1 мм. Коэффициент теплопроводности стали λ=62 Вт/(м·К). Стенку считать чистой с обеих сторон. Данные для расчетов взять из таблицы 3.4.
Определить также поверхности теплообмена при выполнении теплообменника по прямоточной схеме и при сохранении остальных параметров неизменными.
Для обеих схем движения теплоносителя (противоточной и прямоточной) показать без расчета графики изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена. Указать преимущества противоточной схемы.
Контрольный вопрос. Объясните физический смысл коэффициента теплоотдачи и теплопередачи. От каких факторов зависит их величина?
Таблица 3.4 – Исходные данные для задачи 4
| Сумма двух последних цифр шифра 0 | ||||||
| αг, Вт/(м2·К) |
αв, Вт/(м2·К) |
Gв, кг/ч |
t′в, ºC | t″в, ºC | t′г, ºC | t″г, ºC |
| 35 | 635 | 1500 | 10 | 110 | 650 | 450 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18.
ВУЗ: РГАЗУ
28.15 Определить высшую и низшую теплоты сгорания топлива по известному рабочему составу, действительное количество воздуха для сгорания 1 кг топлива и массовый расход продуктов сгорания топлива, если известен коэффициент α избытка воздуха. Данные для расчета взять из таблицы 3.5.
Контрольный вопрос. Как производится определение теплоты сгорания топлива опытным путем?
Таблица 5.1 — Исходные данные
| Сумма двух
последних цифр шифра |
Примерный
состав топлива, % |
Коэффициент α
избытка воздуха |
| 6 | С=85,5%, Н=13,9%, S=0,2%, О=0,4% | 1,35 |
ВУЗ: РГАЗУ
20.8 Определить количество удаленной влаги W, потребное количество воздуха L и расход теплоты на сушку Q для конвективной зерносушилки производительностью G1, если начальное значение относительной влажности зерна ω1 и конечное ω2, влагосодержание d2 и температура воздуха t1 на входе в сушилку, влагосодержание d2 и температура воздуха t2 на выходе из сушилки, температура наружного воздуха t0=15 ºC. Данные для расчетов взять из таблицы 3.6.
Изобразить процесс сушки в h-d диаграмме влажного воздуха.
Контрольный вопрос. Как определяется тепловой режим сушки различных сельскохозяйственных продуктов?
Таблица 6 — Исходные данные к задаче 6
| Сумма двух последних цифр шифра 0 | ||||||
| G1, кг/ч |
d1, г/кг с.в |
t1, ºC |
d2, г/кг с.в |
t2, ºC |
ω1, % |
ω2, % |
| 100 | 25 | 140 | 35 | 70 | 35 | 27 |
h-d — диаграмма влажного воздуха с рассчитанными процессами прилагается к задаче
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18.
ВУЗ: РГАЗУ
