Задача 1. В баллоне
объемом V находится сжатый газообразный азот. Начальная
температура азота t1, давление по манометру P1изб. В процессе нагревания нагрева азота его
температура увеличивается до t2. Определить
массу азота m и его давление после нагрева P2изб, если атмосферное давление 760 мм.рт.ст.
Молекулярный вес азота принять равным 28 кг/кмоль.
Дано: V=1 м3, t1=280С, t2=530С,
P1изб=19 бар=19×105 Па, Pбар=760×133,322=101325 Па, mазот=28 кг/кмоль.
Задача 2. Рассчитать
изменение удельной внутренней энергии воздуха в адиабатном термодинамическом
процессе 1-2. Начальные параметры воздуха: давление P1=19
бар, температура t1=530С; конечное
давление P2=1 бар. Воздух считать идеальным
газом, газовая постоянная R=287 Дж/(кг×градус), удельная теплоемкость при
постоянном давлении cP=1 кДж/(кг×градус), показатель адиабаты k=1,4.
Дано: газ-воздух; kвоздух=1,4;
P1=19 бар=19×105
Па; t1=530С; P2=1
бар=105 Па; Rвоздух=287 Дж/(кг×градус); cPвоздух=1
кДж/(кг×градус).
Задача 3. 1 кг воздуха в
компрессоре по политропному процессу с показателем политропы n=1,2
от начальных параметров: давление P1=0,1 МПа
и температуры t1=200С до
конечного давления P2=1 МПа. Определить
удельную работу сжатия l и удельную теплоту процесса q при R=287 Дж/(кг×градус) и cP=1
кДж/(кг×градус).
Дано: газ-воздух; m=1 кг; n=1,2; P1=0,1×106=105 Па; T1=20+273,15=293,15; P2=106
Па; Rвоздух=287 Дж/(кг×градус); cPвоздух=1000
Дж/(кг×градус).
Задача 4. Определить
количество теплоты Q, необходимой для превращения 1 кг
воды с температурой t0=400С в
перегретый пар с температурой t1=1700С
в изобарном процессе с давлением P=0,45 МПа.
Дано: газ-воздух; m=1 кг; P=0,45×106=4,5×105 Па; T0=40+273,15=313,15
K; T1=170+273,15=463,15
K.
Задача 5. Определить
плотность теплового потока и рассчитать поле температур в плоской трехслойной
стенке, состоящей из слоя штукатурки толщиной dШ=5
см, кирпича толщиной dK=24 см и дерева толщиной dД=5 см, если температура наружной поверхности
штукатурки tСТ1=-400С, а внутренней
поверхности дерева tСТ2=200С.
Принять коэффициенты теплопроводности штукатурки, кирпича и дерева равными 0,78
Вт/м×град, 0,25 Вт/м×град и 0,1 Вт/м×град соответственно. Построить график изменения
температуры по толщине стенки.
Дано: dШ=5
см=0,05 м, dK=24
см=0,24 м, dД=5 см=0,05 м, tСТ1=-400С,
tСТ2=200С, lШ=0,78 Вт/м×град, lК=0,25
Вт/м×град, lД=0,1 Вт/м×град.
Задача 6. Определить тепловой
поток, передаваемый через FСТ=1 м2
оребренной алюминиевой стенки, если со стороны оребрения стенка омывается
воздухом с температурой tВ=100С,
а со стороны плоской поверхности жидкостью с температурой tЖ=950С.
Площадь поверхности стенки между ребрами FМР=1
м2, площадь поверхности ребер FР=14
м2, толщина стенки d=9 мм,
коэффициент теплоотдачи со стороны оребренной поверхности равен aВ=11,3 Вт/(м2×град), со стороны плоской поверхности aЖ=291 Вт/(м2×град), коэффициент теплопроводности
алюминия lСТ=203,5 Вт/м×град. Определить во сколько раз
оребрение увеличивает тепловой поток, передаваемый через стенку.
Дано: FСТ=1 м2,
FМР=1 м2, FР=14
м2, tСТ1=-400С, d=9 мм=0,009 м, tВ=100С,
tЖ=950С, aВ=11,3 Вт/(м2×град), aЖ=291
Вт/(м2×град), lСТ=203,5 Вт/м×град.
Задача 7. Определить коэффициент
теплоотдачи и тепловой поток, отдаваемый вертикальной стенкой высотой L=1 м и шириной b=4 м воздуху, если
средняя температура стенки tСТ=1100С,
а температура воздуха вдали от нее tВ=200С.
Дано: теплоноситель-воздух, L=1
м, b=4 м, tСТ=1100С,
tВ=200С.
Задача 8. Определить
коэффициент теплоотдачи и отводимый тепловой поток при течении воздуха в трубе
диаметром D=0,25 м, и длиной L=10
м со скоростью uср=10 м/с. Средняя
температура газа равна tВ=200С, а
средняя температура стенки трубы tСТ=750С.
Дано: теплоноситель-воздух, D=0,25
м, L=10 м, uср=10 м/с,
tСТ=750С, tВ=200С.