Техническая термодинамика:
Задача 1. Газовая смесь
охлаждается от температуры t1
до температуры t2 (давление
Па). Объемный расход
смеси при начальных условиях - V.
Определить массовый состав и
расход смеси, ее среднюю молекулярную массу и газовую постоянную, плотность и
удельный объем при постоянном давлении в интервале
температур t1…t2
и количество теплоты, отданное смесью при охлаждении от t1 до t2.
Состав смеси и другие данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы
1.
Указание: задачу решать с учетом
зависимости теплоемкостей газов от температуры.
Объемные доли
газовой смеси, %
|
t1, 
|
t2, 
|
V, 
|
СО2
|
О2
|
N2
|
СО
|
8
|
22
|
60
|
15
|
650
|
250
|
6,8
|
Задача 2. Газ с массой G
имеет начальные параметры - давление Р1 и
температуру t1. После политропного изменения состояния параметры
газа стали t2 и Р2пол.
Определить характер процесса
(сжатие или расширение), конечную температуру газа t2, показатель политропы n, теплоемкость процесса Сn,
работу, теплоту, изменение внутренней энергии и
энтропии. Определить эти же
параметры (и конечное давление Р2), если
изменение состояния происходит: а) по адиабате; б) по изотерме - до того же
значения конечного объема V2.
Изобразить (без расчета) все
процессы в v-P и S-T - диаграммах. Составить сводную таблицу результатов
расчета и сделать выводы по полученным данным. Массу G и род газа,
а также другие данные,
необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 2.
Указание: расчеты вести при
постоянном значении теплоемкости независимо от температуры.
Род газа
|
t1, 
|
P1· Па
|
G, кг
|
P2пол· Па
|
V2, 
|
воздух
|
400
|
6,5
|
12
|
2,5
|
4,5
|
Задача 3. Для сушки
используется воздух при t1 и относительной влажности j.
Воздух подогревается до t2 и затем подается в сушилку, откуда
выходит с температурой t3.
Определить конечное
влагосодержание воздуха, расход воздуха и теплоты в сушилке на 1 кг испаренной влаги. Данные
для расчета взять из таблицы 3.
t1, 
|
j, %
|
t2, 
|
t3, 
|
45
|
30
|
140
|
40
|
Основы теории тепло- и массообмена
Задача 1. Определить
средний коэффициент теплоотдачи и тепловой поток к стенке трубы, в которой при
давлении
Па протекает воздух, если известны диаметр
трубы d, длина трубы l, массовый расход воздуха G,
средняя температура воздуха tвоз. и средняя
температура стенки трубы tс.
Данные взять из таблицы 4.
d,
мм
|
l,
м
|
G, кг/с
|
tс, 
|
tвоз., 
|
75
|
7,5
|
0,15
|
200
|
400
|
Определить, во сколько раз
изменится коэффициент теплоотдачи:
а) при увеличении скорости
протекания воздуха в трубе в два раза;
б) при уменьшении диаметра трубы
в два раза.
Указание: задачу рекомендуется
решать по формуле
, при
для продольного
течения в трубах.
, при Pr
= 0,7
где за определяющую температуру
принята средняя температура жидкости, а за определяющий размер - диаметр трубы.
Задача 2. Определить
поверхность нагрева газоводяного рекуперативного
теплообменника, работающего по противоточной схеме.
Греющий теплоноситель - дымовые
газы с начальной температурой
г
и конечной
г. Расход воды через
теплообменник - Gв. Коэффициент
теплоотдачи газов
к стенке трубы - aг,
от стенки трубы к воде - aв. Теплообменник выполнен из стальных труб
(коэффициент теплопроводности l=50 Вт/м . К) с наружным
диаметром d=50 мм и толщиной
стенки d=4
мм (стенку считать чистой с обеих сторон).
Определить также поверхность
теплообмена при выполнении теплообменника по прямоточной схеме и сохранении
остальных параметров неизменными.
Для обеих схем движения
(прямоточной и противоточной) показать (без расчета) графики изменения
температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.
Указать преимущества противоточной
схемы.
Данные, необходимые для решения
задачи, выбрать из таблицы 5.
G, кг/с
|
, 
|
, 
|
, 
|
, 
|
aг,
|
aв,
|

|
2,8
|
20
|
190
|
360
|
280
|
20
|
4200
|
Задача 3. В
хлебопекарной печи размером АхВхС (м) температура
газов t2
В газах содержится по
объему СО2 (%) и водяного пара Н2О
(%).
Определить количество теплоты,
излучаемой газами к поверхности хлеба на поду, если температура этой
поверхности tст.
. Расчет произвести на 1
пода.
Степень черноты стенок печи Ест.= 0,9, давление в печи Р (кПа). Данные к задаче
взять из таблицы 6.
Размер печи АхВхС, м
|
t2, 
|
СО2,%
|
Н2О, %
|
tст, 
|
Р,
кПа
|
3,5х3х4,5
|
215
|
7
|
10
|
185
|
110
|