№ |
Название |
Цена |
7700 |
Теплотехника Контрольная работа |
500 р. |
Задача 1
Смесь, состоящая из М1 киломолей азота и М2 киломолей кислорода с начальными параметрами Р1 = 1 МПа и Т1 = 1000 К расширяется до давления Р2. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем n.
Определить газовую постоянную смеси, ее массу и начальный объем, конечные параметры смеси, работу расширения, теплоту, участвующую в процессе, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Дать сводную таблицу результатов и анализ ее. Показать процессы в pv- и TS-диаграммах.
М1 = 0,5 кмоль; М2 = 0,5 кмоль; Р1 = 1 МПа; Р2 = 0,4 МПа; Т1 = 1000 К; n = 1,3
Задача 2
1 кг водяного пара с начальным давлением Р1 и степенью сухости х1 изотермически расширяется; при этом к нему подводится теплота q.
Определить, пользуясь IS-диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Решить также задачу, если расширение происходит изобарно. Изобразить процессы в pv-, TS и IS-диаграммах.
Р1 = 8 МПа; х1 = 0,91; q = 480 кДж/кг
Задача 3
Расход газа в поршневом одноступенчатом компрессоре составляет V1 при давлении Р1 = 0,1 МПа и температуре t1. При сжатии температура газа повышается на 200 0С. Сжатие происходит по политропе с показателем n.
Определить конечное давление, работу сжатия и работу привода компрессора, количество отведенной теплоты (в киловаттах), а также теоретическую мощность привода компрессора.
V1 = 65 м3/мин = 1,08 м3/с; газ – Не; n = 1,45; Т1 = 30 0С = 303 К; Т2 = 230 0С = 503 К; μ = 4,003 кг/кмоль; Р1 = 0,1 МПа
Вопрос: как влияет показатель политропы на конечное давление при выбранном давлении Р1 и фиксированных t1 и t2? Чем ограничивается Р2 в реальном компрессоре (кроме ограничения по максимально допустимой конечной температуре)?
Задача 4
Определить потребную поверхность рекуперативного теплообменника, в котором вода нагревается горячими газами. Расчет произвести для прямоточной и противоточной схемы. Привести графики температур для обеих схем движения. Значения температур газа t’1 и t’’1, воды t’2 и t’’2, расход воды М и коэффициент теплопередачи К.
Для газа ρ = 1,293 кг/м3, Ср = 1005 Дж/кг К, для воды Ср = 4,19 х 103 Дж/кг К. t’1 = 525 0С = 798 К; t’’1 = 375 0С = 648 К; t’2 = 20 0С = 293 К; t’’2 = 110 0С = 383 К; М = 1,3 кг/с; К = 32 Вт/м2 К.
Вопрос: какая из схем теплообменников (прямоточная или противоточная) имеет меньшую поверхность и почему? С какой стороны стенки необходимо ставить ребра, чтобы заметно увеличить теплопередачу?
Задача 6
Определить индикаторную мощность Ni двухтактного двигателя внутреннего сгорания по его конструктивным параметрам и среднему индикаторному давлению. Значение диаметра цилиндра двигателя D, ход поршня s, угловая скорость коленчатого вала ω, число цилиндров z и среднее индикаторное давление Pi.
D = 110 мм; s = 120 мм; ω = 2500 мин-1; z = 6; Pi = 650 кПа
Вопрос: чем отличаются процессы приготовления горючей смеси и ее воспламенения в карбюраторных и дизельных двигателях?
7698 |
Теплотехника Контрольная работа |
400 р. |
Задача 1
Смесь, состоящая из М1 киломолей азота и М2 киломолей кислорода с начальными параметрами Р1 = 1 МПа и Т1 = 1000 К расширяется до давления Р2. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем n.
Определить газовую постоянную смеси, ее массу и начальный объем, конечные параметры смеси, работу расширения, теплоту, участвующую в процессе, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Дать сводную таблицу результатов и анализ ее. Показать процессы в pv- и TS-диаграммах.
М1 = 0,1 кмоль; М2 = 0,9 кмоль; Р1 = 1 МПа; Р2 = 0,43 МПа; Т1 = 1000 К; n = 1,2
Задача 2
1 кг водяного пара с начальным давлением Р1 и степенью сухости х1 изотермически расширяется; при этом к нему подводится теплота q.
Определить, пользуясь IS-диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Решить также задачу, если расширение происходит изобарно. Изобразить процессы в pv-, TS и IS-диаграммах.
Р1 = 3 МПа; х1 = 0,97; q = 500 кДж/кг
Вопросы: в каком процессе (t = const или p = const) при заданных х1, р1 и q работа будет больше и за счет чего? Упростятся ли расчеты процессов t = const и p = const, если конечная точка попадет в область влажного пара?
Задача 3
Расход газа в поршневом одноступенчатом компрессоре составляет V1 при давлении Р1 = 0,1 МПа и температуре t1. При сжатии температура газа повышается на 200 0С. Сжатие происходит по политропе с показателем n.
Определить конечное давление, работу сжатия и работу привода компрессора, количество отведенной теплоты (в киловаттах), а также теоретическую мощность привода компрессора.
V1 = 20 м3/мин = 0,33 м3/с; газ – Воздух; n = 1,35; Т1 = 0 0С = 273 К; Т2 = 200 0С = 473 К; μ = 28,96; Р1 = 0,1 МПа.
Вопрос: как влияет показатель политропы на конечное давление при выбранном давлении Р1 и фиксированных t1 и t2? Чем ограничивается Р2 в реальном компрессоре (кроме ограничения по максимально допустимой конечной температуре)?
Задача 4
Определить потребную поверхность рекуперативного теплообменника, в котором вода нагревается горячими газами. Расчет произвести для прямоточной и противоточной схемы. Привести графики температур для обеих схем движения. Значения температур газа t’1 и t’’1, воды t’2 и t’’2, расход воды М и коэффициент теплопередачи К.
Для газа ρ = 1,293 кг/м3, Ср = 1005 Дж/кг К, для воды Ср = 4,19 х 103 Дж/кг К. t’1 = 300 0С = 573 К; t’’1 = 150 0С = 423 К; t’2 = 10 0С = 283 К; t’’2 = 80 0С = 353 К; М = 1,4 кг/с; К = 30 Вт/м2 К.
Вопрос: какая из схем теплообменников (прямоточная или противоточная) имеет меньшую поверхность и почему? С какой стороны стенки необходимо ставить ребра, чтобы заметно увеличить теплопередачу?
43042 |
Теплотехника Контрольная работа |
460 р. |
9. Для определения коэффициента теплопередачи при турбулентном течении жидкости в трубах используется следующая критериальная формула:
Nuж = 0,021 Reж0,8 Rrж0,43 (Prж / Prст)0,25 Ci
Используя указанную формулу, поясните, как изменится коэффициент теплоотдачи, если при заданном расходе теплоносителя трубу с внутренним диаметром d заменить двумя трубами вдвое меньшего диаметра. Прочие условия оставить неизменными
19. Укажите преимущества и недостатки противоточной и прямоточной схем движения теплоносителей в теплообменниках
Задача № 2
По стальному паропроводу с внутренним диаметром d1 = 150 мм и толщиной стенки δ1 = 8 мм протекает перегретый пар с температурой t1 = 200 0С. Паропровод покрыт слоем изоляции толщиной δ2 = 60 мм, коэффициент теплопроводности которой λ2 = 0,1 Вт/(м К). Температура окружающего воздуха t2 = 25 0С. Коэффициенты теплоотдачи со стороны пара и окружающего воздуха соответственно равны: α1 = 250 Вт/(м2 К), α2 = 12 Вт/(м2 К). Определить потери тепла ge на 1 пог. м паропровода, а также температуру наружной поверхности изоляции. Коэффициент теплопроводности стали принять λ1 = 35 Вт/(м К).
Задача № 11
Определить требуемые значения кинематического коэффициента вязкости vм и скорости течения жидкости wм в модели, в которой исследуется теплообмен при вынужденной конвекции. Коэффициент температуропроводности жидкости в модели ам = 0,8 х 106 м2/с. В образце, представляющем собой канал с эквивалентным диаметром d0 = 280 мм, протекает воздух со средней скоростью w0 = 19 м/с. Определяющая температура воздуха t0 = 250 0С, давление р0 = 0,3 МПа. Геометрические размеры модели в шесть раз меньше размеров образца.
Задача № 17
Найти среднее значение коэффициента теплоотдачи при пленочной конденсации сухого насыщенного водяного пара давлением р = 0,6 МПа около горизонтальной трубки (диаметром d = 0,03 м и длиной l = 0,8 м), и имеющей температуру поверхности tст = 50 0С. Какое количество указанных трубок потребуется для конденсации 500 кг пара в час?
Задача № 30
В пароводяном теплообменнике вода нагревается насыщенным паром (при р = 0,6 МПа) от температуры tw’ = 20 0С до tw1'' = 50 0С. В результате интенсификации теплообмена температура подогрева воды повысилась до tw2’’ = 110 0С при неизменном расходе G = 1 кг/с. Определить, во сколько раз увеличился коэффициент теплопередачи.
270311 |
Теплотехника Контрольная работа |
1100 р. |
Задача 1.1
СО2 объемом V1 = 0,85 м3 при температуре t1 = 23 0С и давлении р1 = 3,985 бар расширяется с увеличением объема в 5 раз и падением давления до р2 = 0,985 бар. Определить показатель политропы и значение теплоемкости процесса, температуру конечного состояния, теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии процесса. Изобразить процесс в pv-координатах.
Задача 1.2
Для кислорода объемом V1 = 0,45 м3 проводятся от состояния с давлением р1 = 0,985 бар и температурой t1 = 28 0С до состояния с давлением р2 = 2,985 бар различные процессы с показателем политропы:
а) n = 0,5; б) n = 1; в) n = k; г) n = 3; д) n = -5
Сравнить конечные значения объема и температуры и термодинамические величины процесса. Изобразить процессы в pv-координатах и проанализировать их.
Задача 1.3
Для 1 кг воздуха осуществлен процесс, в результате которого температура возросла от t1 = 28 0С до t2 = 318 0С, а давление возросло от р1 = 0,985 бар до р2 = 1,185 бар. Определить, каким характеристикам отвечает процесс, сравнить, как бы они изменились, если вместо воздуха использовались азот, водород, СН4, СО2, NH3.
Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм P-V, T-S и графической зависимости c-n анализ процессов сжатия воздуха при показателях политропы 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6. Сравнить особенности и отличия в протекании этих процессов, обратив внимание на знаки термодинамических величин и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объемом V1 = 4,5 м3, давлением р1 = 0,985 бар и температурой t1 = 13 0С, а сжатие его до давления р2 = 3,985 бар.
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм P-V и T-S и, учитывая особенности газов, процесс адиабатного сжатия гелия, азота, метана и углекислого газа от начального состояния с температурой t1 = 23 0С, давлением р1 = 0,985 бар и объемом V1 = 0,055 м3 до пятикратного уменьшения объема. Сравнить затрачиваемые работы на сжатие, изменение внутренней энергии, температуры, давления и энергии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Задача 2.3
Провести анализ по P-V и T-S диаграммам процессов расширения газа при показателях политропы: 3; 1,5; 1,25; 1; 0,5; 0; -0,1. Сравнить особенности этих процессов для гелия, кислорода, метана. Определить для них значения теплоемкостей. Рассчитать термодинамические величины этих процессов для 1 кг газа, приняв за начальные условия давление р1 = 4,985 бар, температуру t1 = 28 0С и конечное давление р2 = 0,985 бар, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять трехкратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости c-n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1 = 0,7 м3/с, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк = 160 бар. Температура газа в каждой ступени не должна превышать tmax = 130 0С. Начальная температура газа равна t1 = 19 0С. Сжатие политропное, показатель политропы равен n = 1,3.
Определить минимальное число ступеней компрессора, затрачиваемую мощность, температуру газа после сжатия, расход охлаждающей воды при изменении температуры воды на ∆tв = 20 К. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Газ – воздух.
Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-х) = 0,15 вначале изотермически расширяется от давления р1 = 20 бар до давления р2 = 3,5 бар, а затем адиабатно расширяется до давления р3 = 1,6 бар.
Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, Р-V, T-S диаграммах.
Задача 3.2
5 м3 перегретого пара с давлением р1 = 9 бар и температурой t1 = 290 0С охлаждается сначала изохорно до состояния с давлением р2 = 6 бар, а затем сжимается при постоянной сухости до давления р3 = 20 бар.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, p-v и T-S диаграммах.
Задача 3.3
4 м3 влажного пара с 25% влажностью и давлением р1 = 3 бар расширяется вначале изобарно до состояния с температурой 400 0С, а затем адиабатно до состояния с давлением р3 = 1 бар.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, p-v, T-S диаграммах.
t1 = 300 0С = 573 К; (1 – х) = 0,25; t2 = 400 0С = 673 К
Задача 3.4.2
Холодопроизводительность парокомпрессионной холодильной установки Q0 = 10 кВт. Температура хладагента при испарении tн = -36 0С, при конденсации – tк = 18 0С, перед компрессором – t1 = -30 0С. Конденсат переохлаждается на ∆tп = 0 К. Определить давления испарения и конденсации, энтальпии хладагента до и после компрессора и перед дроссельным вентилем; расход хладагента, холодильный коэффициент, теоретическую мощность двигателя компрессора, теоретически максимальный холодильный коэффициент (для обратного цикла Карно). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgP-i, T-S и p-v координатах.
Хладагент – аммиак.