Теплотехника контрольная (Решение → 46749)

Задача 1

Газ массой m имеет начальные параметры - давление р1 и температуру t1. После политропного изменения состояния газа объём его стал V2 давление р2. Определить начальный объем V1, конечную температуру Т2 газа, показатель политропы n, теплоёмкость процесса с, работу расширения газа L, изменение внутренней энергии ∆U и изменение энтропии ∆S. Определить эти же величины, если изменение состояния газа происходит по изотерме до того же значения конечного объёма V2. Сделать и записать выводы по полученным расчётным данным. Показать процессы в p-V и T-s - диаграммах.

Контрольный вопрос. Каковы общая формулировка и математи­ческое определение первого закона термодинамики? Дайте определение и объясните физическую сущность величин, входящих в уравнение первого закона термодинамики.

Род газа - воздух

T1, C - 150

p1 кгс/см2 - 25

m, кг - 1

p2, кгс/см2 - 60

v2, м3/кг - 0,024

Задача 2

Определить параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя с изохорно - изобарным подводом теплоты (смешанный цикл), если известны давление р1, и температура t1 рабочего тела в начале сжатия. Степень сжатия ε, степень предварительного расширения ρ, степень повышения давления заданы λ.

Определить работу, получаемую от цикла, подведённую и отве­денную теплоту, термический КПД цикла и изменение энтропии отдельных процессов цикла. За рабочее тело принять воздух, считая его теплоёмкость в расчётных интервалах температур постоянной. Построить на "милли­метровке" в масштабе этот цикл в координатах р-V и T-S. Дать к полученным графикам соответствующие пояснения.

Контрольный вопрос. Приведите основные формулировки второго закона термодинамики.

Таблица 2 – Номера вариантов, включаемых в задание (задача) 2

p1 кгс/см2- 1

T1, C - 30

е - 6

p - 1

л - 3,1

Задача 3

Показать сравнительным расчётом целесообразность применение пара высоких начальных параметров и низкого конечного давления на примере паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, определив располагаемый теплоперепад, термический КПД цикла и удельный расход пара для двух различных значений начальных и конечных параметров пара.

Указать конечное значение степени сухости. Изобразить схему простейшей паросиловой установки и дать краткое описание её работы. Представить цикл Ренкина в диаграммах р-V и T-S. Задачу решать с помощью H-s диаграммы.

Представить графическое решение задачи в Н-s диаграмме.

p1 кгс/см2 - 98,0

T1, C - 327

p2, кгс/см2 - 0,039

p1, кгс/см2 - 0 - 98,0

T1, C - 627

p2, кгс/см2 - 0,039

Задача 4

Определить потери тепла за 1 час с одного метра длины горизон­тально расположенной цилиндрической трубы, охлаждаемой свободным потоком воздуха, если известны наружный диаметр d трубы, температура стенки трубы tc температура воздуха tв в помещении.

Контрольный вопрос. Какими основными безразмерными числами (критериями) подобия определяется конвективная теплопередача и каков физический смысл этих чисел подобия?

d, мм - 33.5

tс С - 250

tв С - 30

Задача 5

Плоская стальная стенка толщиной δс омывается с одной стороны горячими газами с температурой tl, с другой стороны водой с температурой t2. Определить коэффициент теплопередачи К от газов к воде, удельный тепловой поток q и температуры обеих поверхностей стенки, если известны коэффициенты теплопередачи от газа к стенке α1 и от стенки к воде α2; коэффициент теплопроводности стали λс=58Вт/(м·К). Определить также все указанные выше величины, если стенка со стороны воды покрыта слоем накипи толщиной δн; коэффициент теплопроводности накипи λн=1Вт/(м·К). Для указанных вариантов построить эпюры температур от t1 до t2. Объяснить в чём заключается вред отложения накипи стальных поверх­ностях нагрева.

Контрольный вопрос. В чём различие между коэффициентами теплоотдачи и теплопередачи, и какова связь между ними.

б, мм - 1

бн, мм - 3

а1, Вm/(м2*К) - 151

а2, Вm/(м2*К) - 2326

t1, с - 900

t2, с - 160