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=290С, t2=540С,
P1изб=20 бар=20×105 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=20 бар, температура t1=540С; 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=20 бар=20×105
Па; t1=540С; 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=1,3
от начальных параметров: давление P1=0,1 МПа
и температуры t1=200С до
конечного давления P2=1,1 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=1750С
в изобарном процессе с давлением P=0,5 МПа.
Дано: газ-воздух; m=1 кг; P=0,5×106=5×105 Па; T0=40+273,15=313,15
K; T1=175+273,15=468,15
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=26 см и дерева толщиной dД=5,5 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=26
см=0,26 м, dД=5,5 см=0,055
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=150С,
а со стороны плоской поверхности жидкостью с температурой tЖ=700С.
Площадь поверхности стенки между ребрами FМР=0,1
м2, площадь поверхности ребер FР=10
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=0,1 м2, FР=10
м2, tСТ1=-400С, d=9 мм=0,009 м, tВ=150С,
tЖ=700С, 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=0,1 м и шириной b=5 м воздуху, если
средняя температура стенки tСТ=1100С,
а температура воздуха вдали от нее tВ=250С.
Дано: теплоноситель-воздух, L=0,1
м, b=5 м, tСТ=1100С,
tВ=250С.
Задача 8. Определить
коэффициент теплоотдачи и отводимый тепловой поток при течении воздуха в трубе
диаметром D=0,1 м, и длиной L=10
м со скоростью uср=10 м/с. Средняя
температура газа равна tВ=250С, а
средняя температура стенки трубы tСТ=800С.
Дано: теплоноситель-воздух, D=0,1
м, L=10 м, uср=10 м/с,
tСТ=800С, tВ=250С.