Задачи по курсу теплотехника

Рубрики: Физика

Задача 1.

Смесь газов с начальной температурой t1 = 27° С сжимается в одноступенчатом поршневом компрессоре от давления p1 = 0,1 МПа до давления Р2. Сжатие может проходить по изотерме, по адиабате и по политропе с показателем политропы П. Определить для каждого из трех процессов сжатия конечную температуру газа t2, отведенное от смеси тепло Q, кВт, изменение внутренней энергии и энтропии смеси и теоретическую мощность компрессора, если его производительность G. Дать сводную таблицу и изображение процессов сжатия в pV — и Ts-диаграммах. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл.1

Указание. Расчет провести без учета зависимости теплоемкости от температуры.

Таблица 1 .

Последняя цифра шифра

Состав смеси

П

Предпоследняя цифра шифра

Р2 . МПа

Производительность,

Кг/с

0

2кг О2 + 8 кг N2

1,25

0

0,9

0,3

1

5 кг СО + 5 кг СО2

1,22

1

1,0

0,4

2

3 кг СО + 7 кг О2

1,3

2

0,85

0,5

3

6 кг N2 + 4 кг СО2

1,28

3

0,8

0,6

4

5 кг Н2О + 5 кг СО2

1,2

4

0,95

0,7

5

2 кг N2 + 8 кг Н2

1,23

5

0,9

0,8

6

4 кг СО + 6 кг Н2

1,27

6

0,85

0,9

7

2 кг СО2 + 8 кг СО

1,25

7

0,9

1,0

8

1 кг Н2 + 9 кг N2

1,33

8

0,8

1,1

9

5 кг N2 + 5 кг СО2

1,21

9

0,85

1,2

Задача 2.

Водяной пар с начальным давлением p1,равным 10 МПа и степью сухости Х1 = 0,95 поступает в пароперегреватель, где его температура повышается на Dt; после перегревателя пар изоэнтропно расширяется в турбине до давления P3. Определить (по is-диаграмме) количество тепла (на 1 кг пара), подведенное в пароперегревателе, работу цикла Ренкина и степень сухости пара Х2 В конце расширения. Определить также термический

к. п. д. цикла и удельный расход пара. Определить работу цикла и конечную степень сухости, если после пароперегревателя пар дросселируется до давления Р’2. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 2

Таблица 2

Последняя цифра шифра

Dt,0C

Предпоследняя цифра шифра

, кПа

Р’2,

МПа

Последняя цифра шифра

Dt, 0С

Предпоследняя цифра шифра

кПа

Р’2,МПа

0

200

0

3,5

2,5

5

250

5

4,0

1,8

1

210

1

4,0

2,0

6

260

6

4,5

2,4

2

220

2

4,5

1,5

7

270

7

3,5

1,9

3

230

3

3,5 .

1,0

8

280

8

4,0

1,2

4

240

4

4,5

2,3

9

290

9

3,5

1,6

Задача 3.

Определить параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя с изохорно-изобарным подводом тепла (смешанный цикл), если известны давление и температура рабочего тела в начале сжатия. Степень сжатия , степень предварительного расширения , степень повышения давления заданы.

Определить работу, получаемую от цикла, подведенное и отведенное тепло, термический к. п.д. цикла и изменение энтропии отдельных процессов цикла. За рабочее тело принять воздух, считая его теплоемкость в расчетных интервалах температур постоянной. Построить в масштабе этот цикл в координатах р-V и . Дать к полученным графикам соответствующие пояснения. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл.3

Таблица 3

Последняя

Цифра шифра

,Па

,

Предпоследняя цифра шифра

0

1,0

-15

0

1,5

4,5

2

1

1,05

-10

1

2,0

4,25

2,25

2

1,1

-5

2

2,5

4,0

2,5

3

1,15

0

3

3,0

3,75

2,75

4

1,20

5

4

3,5

3,5

3,0

5

0,95

10

5

4,0

3,25

3,25

6

0,9

15

6

4,5

3,0

3,5

7

0,85

20

7

5,0

2,75

3,75

8

0,8

25

8

5,5

2,5

4,0

9

1,0

30

9

6,0

2,25

4,25

Задача 4.

По горизонтально расположенной стальной трубе [l, = 50 Вт/м·град)] со скоростью w1 Течет вода, имеющая температуру tв. Снаружи труба охлаждается окружающим воздухом, температура которого tвоз, а давление 0,1 МПа. Определить: коэффициенты теплоотдачи a1 И a2 соответственно от воды к стенке трубы и от стенки трубы к воздуху; коэффициент теплопередачи К и тепловой поток ql, Отнесенный к 1 м длины трубы, если внутренний диаметр трубы равен D1, А внешний — d2. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл.4

Указание. Для определения коэффициента теплоотдачи от стенки тубы к воздуху принять в первом приближении температуру наружной поверхности трубы t2 =tвоз+1.

Таблица 4

Последняя цифра шифра

Tв.°С

W1,м/с

Предпоследняя цифра шифра

Tвоз, .°С

D1,мм

D2,мм

0

120

2,5

0

18

190

210

1

130

3,6

1

16

180

200

2

140

2,7

2

14

170

190

3

150

3,8

3

12

160

180

4

160

1,9

4

10

150

170

5

170

2,1

5

8

140

160

6

180

2,3

6

6

130

150

7

200

4,2

7

4

120

140

8

210

4,3

8

2

110

130

9

220

4,4

9

0

100

120

Задача 5.

Определить поверхность нагрева рекуперативного газовоздушного теплообменника при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход нагреваемого воздуха при нормальных условиях Vн, Средний коэффициент теплопередачи от продуктов сгорания к воздуху К, начальные и конечные температуры продуктов сгорания и воздуха соответственно равны-t1′ , t1 ’’, t2’ , t2’’.Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл.5

Кроме того, изобразите графики изменения температур теплоносителей для обоих случаев. Определите объемный расход продуктов сгорания для вашего варианта задачи, приняв их объемную теплоемкость при постоянном давлении сp’ = 1,5 кДж/(м3*К).

Таблица 5

Последняя цифра шифра

,

K, Вт/

(м2*К)

Предпоследняя цифра шифра

T1′

.°С

,t1’’

.°С

T2’

.°С

T2’’

.°С

0

1

18

0

600

400

20

300

1

2

19

1

625

425

15

325

2

3

20

2

650

450

25

350

3

4

21

3

675

475

30

375

4

5

22

4

700

500

10

400

5

6

23

5

725

525

12

425

6

7

24

6

750

550

18

450

7

8

25

7

775

575

28

475

8

9

26

8

800

600

32

500

9

10

27

9

575

375

8

275

Метки: