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
|
20
|
5
|
80
|
5
|
500
|
200
|
12
|
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, 
|

|
325
|
7,0
|
11,5
|
12,5
|
1,5
|
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,

|
30
|
40
|
120
|
30
|
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., 
|
60
|
5
|
0,16
|
210
|
450
|
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,
|

|
2,2
|
15
|
155
|
450
|
215
|
43
|
5600
|
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
|
1,5х4х5
|
240
|
24
|
9
|
180
|
105
|