Теплотехника ТТ.58

Помощь он-лайн только по предварительной записи

АИСИ

ТТ.58

Часть задач есть решенные, контакты

Задача № 1

Для тушения пожара в сушильной печи предусмотрена установка парового пожаротушения с ручным пуском. В распределительный (перфорированный) трубопровод установки при пожаре подается водяной пар из технологического трубопровода с абсолютным давлением р1, МПа, и степенью сухости х.

Определить скорость истечения пара w, м/с, и необходимое количество отверстий диаметром d, м, в паропроводе для подачи в помещение пара в количестве G, кг/с. Коэффициент скорости отверстия φ = 0,9; коэффициент расхода отверстия  μ = 0,75. Барометрическое давление р = 0,1 МПа.

Решить задачу аналитически (принимая пар за идеальный газ) и графоаналитически (используя is-диаграмму водяного пара).

Задача № 2

Поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по циклу Тринклера, со смешанным подводом теплоты (см. рис.1), имеет следующие характеристики цикла:

- степень сжатия ε = ν12;

- степень повышения давления λ = р3/р2;

- степень предварительного расширения ρ = ν43.

Принимая в качестве рабочего тела 1 кг газовой смеси заданного массового состава с начальными параметрами р1 = 0,1 МПа и Т1 = 293 К, определить:

- параметры состояния (р, ν, Т) в характерных точках цикла;

- для каждого процесса, входящего в цикл:

- количество подводимой и отводимой теплоты q;

- изменение внутренней энергии ∆u;

- изменение энтальпии  ∆i;

- изменение энтропии ∆s;

- совершаемую или затрачиваемую работу l;

- работу цикла lц и термический КПД η.

Результаты расчётов свести в таблицы 2 и 3.

Примечание: при выполнении расчётов принять значение показателя адиабаты равным: для двухатомных газов 1,4; для трёхатомных 1,3.

Задача № 3

Стальной трубопровод диаметром d1/d2 мм, по которому течет масло, покрыт слоем изоляции толщиной δ2 = 50мм. Коэффициент теплопроводности материала трубопровода λ1 и коэффициент теплопроводности изо­ляции λ2 находятся из справочных таблиц [2]. Средняя температура масла на рассматриваемом участке трубопровода tж1. Температура окружающего воздуха tж2. Коэффициент теплоотдачи от масла к стенке α1 = 100 Вт/(м2 К) и от поверхности трубопровода к воздуху α2 = 8 Вт/(м2 К).

Определить потери тепла с погонной длины 1 м оголенного трубопровода и трубопровода, покрытого изоляцией.

Задача № 4

Длинный металлический вал диаметром d, который имел температуру   t0 = 20°С, был помещен в печь с температурой  tm = 820°С.

Определить температуру t на расстоянии r = br0 от оси вала че­рез τ минут после начала нагревания. Коэффициент теплоотдачи на поверх­ности вала α = 140 Вт/(м2 К). Диаметр вала, материал и коэффициент b приведены в таблице  6.

Задача №5

Рукавная линия с внутренним диаметром d поперечно обдувается ветром со скоростью w2. Температура воздуха t2. По рукавной линии с расходом G1 движется вода, температура которой на входе в рукавную линию t1’. Рассчитать максимальную длину рукавной линии из условия, что температура воды на выходе из рукавной линии была бы t1’ ≥ °С. Толщина стенки рукавной линии δ = 2 мм. Эквивалентный коэффициент теплопроводности материала рукава λ = 0,6 Вт(м · К).

Задача № 6

Для подогрева воды выхлопными газами в цистерне пожарного автомобиля смонтирован горизонтальный трубопровод, наружный диаметр ко­торого d. Определить длину трубопровода, необходимую для компенсации тепловых потерь от воды через стенку цистерны в окружающую среду, ес­ли принять, что диаметр цистерны D, ее длина L, температура окружающе­го воздуха tв, температура воды в цистерне tж, температура стенки трубо­провода tc. Термическим сопротивлением стенки цистерны пренебречь, а температуру стенки принять равной температуре воды в цистерне.

Задача № 7

Определить минимальное расстояние, обеспечивающее безопасность соседнего с горящим объекта, при следующих исходных данных: проекция факела пламени горящего объекта имеет прямоугольную форму размером dхl; температура факела равна Тφ; а степень черноты – εφ.  Для не горящего объекта: допустимое значение температуры на поверхности равно Тдоп; допустимое значение плотности теплового потока (критическая плотность) — qкр; степень черноты поверхности — ε. Кроме того, оценить безопасное расстояние от факела до личного состава, работающего на пожаре без средств защиты от теплового воздействия, при условии кратковременного пребывания и длительной работы.

При  кратковременном тепловом воздействии для человека при­нять  qкр = 1120 Вт/м2; при длительном – qкр = 560 Вт/м2. При решении зада­чи учитывать только теплообмен излучением. Коэффициент безопасности, принять равным β.

Задача № 8

Для подогрева воды решено установить трубчатый водоподогреватель, в котором вода подогревалась бы от  до . Расход воды G2. Подог­рев производится продуктами горения с температурой на входе в подогре­ватель   , а на выходе . Вода движется по латунным трубкам (λ = 100 Вт/(м · К) диаметром dвн/dн = 12/14 мм со скоростью w2. Продукты горения движутся в межтрубном пространстве. Расположение трубок в пучке коридорное с шагами s1 = s2 = 2,5 dн. Схема движения теплоносителей — про­тивоток.

Рассчитайте необходимое число трубок и их длину, а также габариты теплообменника.

Задача № 9

В кожухотрубном теплообменнике жидкость нагревается дымовыми газами, имеющими в своем составе 11% водяного пара и 13% углекислого газа (СО2) по объему. Давление дымовых газов 0,101 МПа. Жидкость движется внутри трубок, адымовые газы — в межтрубном пространстве. Схема движения теплоносителей — противоток. Внутренний d1 и внешний d2 диа­метры трубок равны соответственно 10 и 12 мм, длина теплообменника L = 3 м. Количество трубок в теплообменнике n. Трубки выполнены из материала с коэффициентом теплопроводности λ = 200 Вт/(м · К). Внутренний диаметр кожуха D. Скорость движения жидкости w2, ее температура на входе в теплообменник . Скорость движения дымовых газов w1, а их тем­пература на входе . Расстояние между трубками по фронту и глубине пучка s1 = s2 = 2d2.

Рассчитайте температуры теплоносителей на выходе теплообменного аппарата 1 и 2.

Задача № 10

При пожаре в помещении объемом V, м3 среднеобъемная температура газовой среды Т, К, изменялась в интервале времени 0 ≤ т ≤ 45 мин по закону Тm = Тоm/(1 – ат2)

В момент времени τ = 40 мин скорость выгорания горючей нагрузки составляла ψ, кг/с, теплота сгорания материала равнялась QnДж/кг; тепловой поток в ограждающие конструкции составлял величину Qw, Вт. Теплосодержание газообразных продуктов пиролиза in, поступающих в поме­щение в количестве ψ  (и затем сгорающих), равнялось 1700 Дж/с.

Определить значение расходов воздуха Gв, кг/с, поступающего в помещение через проемы, и газа Gг, кг/с, уходящего, через проемы из помещения, в момент времени τ = 40 мин. Рассчитать, во сколько раз Gг < Gв.

При расчетах принять:

теплоемкость уходящих газов срг, Дж/(кг · К), равна теплоемкостивходящего воздуха срв;

среднеобъемное давление в помещении рm, Па, при пожаре не изменяется;

газовая постоянная R, Дж/(кг · К), и показатель адиабаты для среды впомещении остаются неизменными;

температура входящего в помещение воздуха Тв = Т0m = 293 К;

температура уходящих газов равна среднеобъемной температуре газов.

Часть задач есть решенные, контакты


Запись опубликована в рубрике Гидравлика, Термодинамика и теплотехника с метками , , , , , , , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>