Решебник Аксенов, Сорокин

ТТ.16

Часть задач есть решенные, контакты

Контрольная работа №1

Задачи:

№1

Какое массовое количество воздуха должно быть подано компрессором в резервуар объемом 3 м3, чтобы при постоянной температуре t1 и барометрическом давлении 750 мм рт. ст. давление по манометру в нем повысилось от p1 до p2.

№2

Анализ продуктов сгорания показал следующий объемный состав, %: СО2 12,2, О2 7,1, СО 0,4, N2 80,3. Определить массовый состав входящих в смесь газов, газовую постоянную, удельный объем и плотность смеси при абсолютном давлении р и температуре t. Определить также парциальные давления компонентов смеси.

№3

Найти затрату теплоты на нагревание объема воздуха V, м3, при постоянном давлении 750 мм. рт. ст., если начальная температура воздуха t1, а конечная — t2. Определить объем воздуха в конце процесса нагревания. Процесс изменения состояния воздуха изобразить в pV- и Ts- координатах. Для объемной средней теплоемкости воздуха при нормальных физических условиях принять линейную зависимость cvpm=1,2866+0,00012*t, кДж/(м3*К).

№4

Определить газовую постоянную, среднюю (кажущуюся) молекулярную массу смеси идеальных газов, если ее массовый состав следующий, %: СО2 18, О2 12 и N2 70. Определить также удельный объем и плотность смеси при абсолютном давлении 1Мпа и температуре t1. Найти среднюю массовую теплоемкость смеси при постоянном давлении в интервале от t1 до t2.

№5

Определить объемный состав смеси идеальных газов, заданной в массовых долях (см. задачу №4), парциальные давления ее компонентов при абсолютном давлении смеси р, а также средние изобарные мольную и объемную теплоемкости смеси в интервале температур от 0ºС до t.

№ 6

До какой температуры будет нагрет углекислый газ (СО2) объемом V1, если сообщить ему теплоту Q, кДж, при постоянном абсолютном давлении р? Начальная температура газа t1 = 100°С. Определить объем газа в конце процесса нагрева, а также удельные значения изменений внутренней энергии, энтальпия и энтропии в процессе. Теплоемкость газа принять не зависящей от температуры.

 № 7

До какого давления надо сжать воздух в политропном процессе со средним показателем n = 1,3 в цилиндре двигателя внутреннего сгорания (дизеля) при начальном абсолютном давлении р1 и температуре t1, чтобы достигнуть температуры воспламенения топлива 650°С? Определить также работу, затрачиваемую на сжатие и количество отводимой теплоты, отнесенных к 1 кг воздуха. Теплоемкость воздуха считать не зависящей от температуры.

 № 8

Начальные параметры 1 м3 азота р1 и t1. Определить конечные параметры газа (V3, р2, t2), если в процессе адиабатного расширения газа его внутренняя энергия уменьшилась на ΔU, кДж. Определить также удельное значение изменения энтальпии газа в процессе. Теплоемкость азота принять не зависящей от температуры.

 № 9

В пароперегревателе котельного агрегата за счет подведенной теплоты q х 1 кг водяного пара при постоянном давлении р температура пара повысилась до значения t. Определить состояние пара и его параметры до пароперегревателя (температуру, удельный объем, энтальпию, внутреннюю энергию и энтропию). Решение задачи иллюстрировать ls-диаграммой.

№10

1 кг влажного водяного пара изотермически расширяется от состояния с параметрами р1 и x1 до давления р2. Определить конечные параметры (v, i, s), а также изменения внутренней энергии, энтропии, количество подведенной теплоты и работу пара в процессе.

№11

1 кг водяного пара с начальными параметрами t1 и x1 сжимается в адиабатном процессе, при этом объем пара уменьшается в 10 раз. Определить параметры пара (p, v, t, i, s) в конце сжатия, а также изменение энтальпии и работу сжатия. Решение задачи иллюстрировать is-диаграммой.

№12

Водяной пар в количестве G кг при начальном абсолютном давлении р1=0,8 Мпа расширяется при постоянной температуре от объема v1 до v2. Определить количество подведенной теплоты, изменение внутренней энергии и работу в процессе. Решение задачи иллюстрировать is-диаграммой.

№13

1 кг влажного насыщенного пара при начальном значении энтропии s1 и начальной влажности (1-х) сжимается в процессе без теплообмена, при этом объем пара уменьшается в е раз. Определить абсолютное давление, температуру и энтальпию пара в конце процесса сжатия, а также работу процесса. Решение задачи иллюстрировать is-диаграммой.

№ 14

Определить, пользуясь ld-диаграммой влажного воздуха, влагосодержание, парциальное давление пара и относительную влажность воздуха при барометрическом давлении B = 745 мм рт.ст., если известны температура влажного воздуха t и точка росы tγ.

№15

Воздух, имея давление по манометру р1 и температуру t1, вытекает в атмосферу через сопло Лаваля. Массовый расход воздуха – G. Определить теоретическую скорость истечения и основные размеры сопла (изобразить схему сопла в масштабе). Угол конуса расширяющейся части сопла принять равным 10°С. Барометрическое давление В = 750 мм рт.ст. Определить также располагаемую мощность струи при истечении. Истечение считать адиабатным, скорость воздуха перед соплом и потери на трение не учитывать.

№16

Определить теоретическую скорость адиабатного истечения и массовый расход воздуха из суживающегося сопла с площадью выходного сечения f2, если абсолютное давление воздуха перед соплом р1, а давление среды, в которую вытекает воздух, р2. Температура воздуха перед соплом t = 47°С. Скоростью воздуха на входе в сопло и потерями на трение пренебречь. Будет ли полное расширение воздуха в сопле, если при прочих равных условиях давление за соплом понизится до 400 кПа? Как при этом изменятся расход и скорость истечения воздуха?

№17

Азот с начальным абсолютным давлением р1 и температурой t1 вытекает в количестве 0,2 кг/с через сопло в атмосферу (барометрическое давление В=750 мм рт. ст). Определить тип сопла, скорость истечения и выходной диаметр сопла. Истечение считать адиабатным. Скоростью на входе в сопло и потерями на трение пренебречь.

№18

Влажный насыщенный водяной пар с начальными параметрами p1 и x1 дросселируется до давления р2. Определить состояние пара в конце процесса дросселирования и его конечные параметры, а также изменение внутренней энергии и энтропии. Условно изобразить процесс дросселирования на is-диаграмме.

№19

В клапанах паровой турбины водяной пар с начальными параметрами p1 и t1 дросселируется до давления р2, а затем в соплах турбины адиабатно расширяется до давления р3. Определить потерю полезной работы турбины вследствие дросселирования. Решение задачи иллюстрировать is-диаграммой.

№20

Для цикла Карно определить параметры всех переходных точек цикла, подведенную и отведенную теплоту, а также термический КПД цикла, если заданы значения граничных абсолютных давлений pmin и pmax м температур tmin и tmax. Рабочим телом является 1 кг сухого воздуха.

№21

Определить степень сжатия, давление и температуру в переходных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном объеме, а также термический КПД, удельные значения (на 1 кг рабочего тела) полезной работы, подведенной и отведенной теплоты, если известно, что абсолютное давление рабочего тела в начале сжатия р1 = 95 кПа, а в конце сжатия – р2. Отношение давлений рабочего тела в процессе подведения теплоты λ. Температура в начале процесса сжатия t1 = 47°С. Рабочим телом считать сухой воздух.

№22

Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изобарным подводом теплоты определить основные параметры рабочего тела в переходных точках цикла, термический КПД и полезную работу цикла, если заданы начальные параметры цикла р1=0,1 МПа и t1=47ºС, степень сжатия ε и количество подводимой теплоты qi. Рабочее тело – 1 кг сухого воздуха. Теплоемкость принять не зависящей от температуры.

№23

1 кг сухого воздуха в идеальном цикле поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты имеет начальные параметры р1=0,1 Мпа и t1=67ºС. Определить основные параметры рабочего тела в переходных точках цикла, термический КПД и полезную работу цикла, если заданы степень сжатия ε, количество подведенной теплоты по изохоре qv и по изобаре qp. Теплоемкость воздуха принять не зависящей от температуры.

№24

Для идеального цикла газотурбинной установки с изобарным подводом теплоты определить основные параметры рабочего тела в переходных точках цикла, термический КПД, полезную работу, количество подведенной и отведенной теплоты, если в начале сжатия рабочего тела абсолютное давление р1 = 0,1 МПа, температура t1 = 17°С. Степень повышения давления в цикле – λ, а температура рабочего тела в конце расширения – t4. Рабочее тело – 1 кг сухого воздуха.

№25

Для теоретического одноступенчатого воздушного компрессора определить секундную работу, затрачиваемую на привод его, если подача компрессора при начальных параметрах воздуха p1=0,1 МПа и  t1=17ºС составляет V. Сжатие газа до конечного абсолютного давления p2 протекает по политропе с показателем n=1,2. Определить также расход воды, если температура ее в охлаждающей рубашке компрессора повысилась на 20ºС.

№26

Одноступенчатый поршневой компрессор всасывает воздух в количестве V при давлении р1 = 0,1 МПа и температуре t1 = 27°С и сжимает его до давления по манометру р2. Определить секундную работу процесса сжатия и теоретическую мощность привода компрессора для случаев изотермического, адиабатного и политропного (с показателем политропы n = 1,2) сжатия. Определить также температуру воздуха в конце адиабатного и политропного сжатия. Сделать вывод по данным расчета.

№27

Сравнить значения термического КПД основного цикла паросиловой установки при одинаковых начальном и конечном абсолютных давлениях р1 = р2 = 5 кПа, если в одном случае пар сухой насыщенный, а в другом – перегретый до температуры t1 (при тех же значениях р1 и р2). Решение задачи иллюстрировать is-диаграммой.

№28

Определить термический КПД основного цикла паросиловой установки, работающей с начальным абсолютным давлением водяного пара p1 и начальной температурой t1. Как изменится КПД, если пар предварительно дросселировать от давления p1 до давления p2? Конечное давление p2=4 кПа. Решение задачи иллюстрировать is-диаграммой.

№29

Определить термический КПД цикла паросиловой установки с промежуточным (вторичным) перегревом водяного пара, если начальное абсолютное давление р1, начальная температура t1, конечное давление p3=5 кПа и промежуточное давление p2=1 МПа. Температуру пара при вторичном перегреве t2 принять на 20ºС меньше, чем t1. Решение задачи иллюстрировать is-диаграммой.

Часть задач есть решенные, контакты

Вопросы

№1 Что такое парциальное давление газа, входящего в смесь. Как подсчитывается это давление, если смесь идеальных газов задана массовыми или объемными долями?

№2 Как вычисляется работа в термодинамическом процессе? Функцией чего она является?

№3 Что такое истинная и средняя теплоемости?

№4 Почему теплоемкость при постоянном давлении больше, чем теплоемкость при постоянном объеме? На какую величину массовая теплоемкость при постоянном давлении больше теплоемкости при постоянном объеме? Чему равно отношение этих теплоемкостей для различных газов?

№5 Напишите выражения, по которым определяются изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии идеального газа в термодинамическом процессе. Почему изменения этих величин не зависят от вида процесса?

№6 Перечислите основные термодинамические процессы. Напишите для каждого из этих процессов аналитическое выражение первого закона термодинамики.

№7 Покажите, что в изобарном процессе изменения состояния рабочего тела подведенная теплота равна изменению его энтальпии.

№8 Что называется термическим КПД прямого кругового процесса (цикла)? Напишите выражение этой величины для цикла Карно и любого обратимого цикла.

№9 В чем состоит сущность Второго закона термодинамики? Напишите аналитическое выражение этого закона.

№10 Докажите, что в обратимом цикле Карно работа идеального газа в процессе адиабатного сжатия равна работе расширения по абсолютной величине.

№11 Что называется насыщенным и перегретым паром? Как можно, пользуясь таблицами и формулами, определить удельный объем, энтальпию и энтропию влажного и насыщенного пара?

№12 Изобразите на is-диаграмме основные термодинамические процессы водяного пара. Дайте при этом необходимые пояснения.

№13 Что называется теплотой парообразования? Какой площади эквивалентна эта величина на Ts-диаграмме пара?

№14 Как при истечении пара с помощью is-диаграммы определяется располагаемое теплопадение?

№15 Покажите на is-диаграмме, что процесс дросселирования уменьшает располагаемую работу пара при истечении.

№16 Что называется влажным впг, прим? Изобразите id-диаграмму влажного воздуха и опирается при

№17 С помощью индикаторной диаграммы идеального одноступенчатого поршневого компрессора покажите, что более выгодным процессом сжатия газа в компрессоре будет изотермический.

№18 Как влияет степень сжатия на термический КПД идеальных циклов поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС)? Какие факторы ограничивают значение этой величины у реальных ДВС?

№19 Опишите процессы идеального цикла газотурбинной установки с подводом теплоты при постоянном давлении. От каких величин зависит термический КПД этого цикла?

№20 Какое влияние оказывают начальные и конечные параметры пара на термический КПД основного цикла паросиловых установок (цикла Ренкина)?

Часть задач есть решенные, контакты

Контрольная работа №2

Задачи:

№1

Вычислить плотности теплового потока q через плоскую стенку толщиной δ, выполненную из указанных ниже изоляционных материалов (применяемых в вагоностроения), коэффициенты теплопроводности которых λ, Вт/(м • К), связаны с температурой следующими линейными зависимостями:
шевелии λ = 0,060 + 0,002 t;
мипора λ = 0,035 + 0,002 t;
полистирол ПСБ • С λ = 0,038 + 0,0036 t;
полиуретан ППУ • 3С λ = 0,04 + 0,0035 t.
Температуры поверхностей стенки соответственно равны и .

№2

По данным тепловых измерений тепломером средний удельный тепловой поток через ограждение изотермического вагона при температуре наружного воздуха tн и температуре воздуха в вагоне tв составил q. На сколько процентов изменится количество тепла, поступающего в вагон за счет теплопередачи через ограждение, если при прочих равных условиях на его поверхность наложить дополнительный слой изоляции из пкатерма толщиной δ = 30 мм с коэффициентом теплопроводности λ = 0,036 Вт/(м • К)?

№3

Определить требуемую минимальную толщину обмуровки газохода котла, чтобы температура ее наружной поверхности не превышала 50°С при температуре газов в газоходе t1. Эквивалентный коэффициент теплопроводности обмуровки λ = 0,6 Вт/(м • К). Суммарный коэффициент теплоотдачи со стороны газов – α1, со стороны воздуха α2 = 16 Вт/(м2 • К), а температура воздуха t2 = 20°С.

№4

Стенки рабочей камеры промышленной нагревательной печи имеют внутренний огнеупорный слой толщиной δ1=0,12 мм из шамотного кирпича и наружной слой толщиной δ2=0,25 мм из строительного кирпича. Температура наружной поверхности наружного слоя tст1 , коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности к окружающему воздуху α2=16 Вт/(м2*К), а температура воздуха – t2. Определить температуру внутренней поверхности камеры печи tст1 и построить график распределения температур по толщине стенки. Каковы суточные потери тепла через стенку с площадью поверхности F=20м2? Коэффициент теплопроводности шамотного кирпича λ1=0,86 Вт/(м*К), строительного кирпича λ2=0,7 Вт/(м*К).

№5

Теплообменная поверхность рекуперативного теплообменника для охлаждения масла выполнена из нержавеющих трубок с внутренним диаметром d=20 мм и толщиной стенки δ=2,5 мм (λст=20 Вт/(м*К)). Коэффициент теплоотдачи от охлаждаемого масла к внутренней поверхности трубок – α1, а от наружной поверхности трубок к охлаждающей воде – α2.

Определить линейный коэффициент теплопередачи kl, Вт/(м*К). Во сколько раз следует увеличить коэффициент теплоотдачи α1, чтобы при прочих неизменных условиях коэффициент теплопередачи повысился на 35%?

Возможно ли такое повышение коэффициента теплопередачи путем увеличения коэффициента теплоотдачи α1?

№6

Паропровод насыщенного пара с абсолютным давлением μ имеет температуру стенки трубы с наружным диаметром d, практически равную температуре пара. Паропровод покрыт двумя слоями изоляции одинаковой толщины δ=50 мм. Коэффициент теплопроводности изоляционного материала внутреннего слоя λ1=0,08 Вт/(м*К), а наружного слоя λ2=0,25 Вт/(м*К). Определить потери тепла на 1 погонный метр паропровода при температуре окружающего воздуха 15ºС и коэффициенте теплоотдачи α2=20 Вт/(м2*К). Как изменятся потери тепла, если слои изоляции поменять местами, сохранив все прочие условия без изменения?

№7

Трубопровод тепловой сети с наружным диаметром d1 проложен в канале из сборных железобетонных блоков и имеет толщину изоляционного цилиндрического слоя δ=150 мм. Коэффициент теплопроводности изоляции λ=0,06 Вт/(м*К). Температура наружной поверхности трубопровода (под изоляцией) – t1ττ. Температура воздуха в канале t2=40ºС. Коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху α2=15 Вт/(м2*К).

В результате неплотностей во фланцевых соединениях и сальниках арматуры, а также проникновения в канал грунтовых вод изоляция трубопровода увлажнилась так, что ее коэффициент теплопроводности увеличился до λ’=0,13 Вт/(м*К), а температура воздуха в канале повысилась до t’2=45ºC .

Как изменятся при этом тепловые потери на 1 погонный метр трубопрововда?

Определить, выгодно ли оборудовать канал вентиляционными шахтами для просушки изоляции, если при этом температура воздуха в канале поднимается до t’’2=25ºС, а коэффициент теплопроводности становится равным λ’’=0,08 Вт/(м*К)? Прочие условия считать неизменными.

№8

Алюминиевый провод диаметром d1=5 мм покрыт слоем изоляции толщиной δ=4 мм с коэффициентом теплопроводности λ=0,3 Вт/(м*К). Удельное активное электрическое сопротивление провода ρ=0,33 (Ом*мм2)/м. Определить предельно допустимый ток в проводе, если допустимая температура нагрева внутреннего слоя изоляции 65ºС. Температура окружающего воздуха – t2, а коэффициент теплоотдачи – α2. Какой будет температура поверхности провода, если при этом же токе и прочих неизменных условиях снять с него изоляцию?

№9

Пассажирский вагон имеет площадь ограждения кузова F=225 м2. Приведенный коэффициент теплопередачи через ограждение вагона с учетом инфильтрации воздуха k=2,5 Вт/(м2*К).

Какова будет средняя температура воздуха в вагоне при температуре наружного воздуха tн, если отопительная система вагона имеет суммарную площадь теплообменной поверхности F=25 м2, ее температура tт?

Средний коэффициент теплоотдачи от теплообменной поверхности системы отопления к воздуху α=12 Вт/(м2*К).

Суммарная мощность дополнительных источников внутреннего тепловыделения  в вагоне Qп=2,8 кВт.

№10

Пассажирский вагон имеет площадь ограждения кузова F = 225 м2. Приведенный коэффициент теплопередачи через ограждение вагона с учетом инфильтрации воздуха k = 2,5 Вт/(м2 • К).
Какова будет средняя температура воздуха в вагоне при температуре наружного воздуха tн, если отопительная система вагона имеет суммарную площадь теплообменной поверхности F = 25 м2, ее температура tст?
Средний коэффициент теплоотдачи от теплообменной поверхности системы отопления к воздуху α = 12 Вт/(м2 • К)
Суммарная мощность дополнительных источников внутреннего тепловыделения в вагоне Qтп.в = 2,8 кВт.

№11

По трубе диаметром d=35 мм течет воздух. Расход воздуха G, кг/ч, температура на входе t’в=20ºС. Средняя температура внутренней поверхности трубы tст=150ºС. Какова будет температура воздуха на выходе из трубы, если последняя имеет длину l=5 м?

№12

По трубе диаметром d = 18 мм течет вода со средней скоростью ω = 1,3 м/с. Температура воды на входе в трубу средняя температура внутренней поверхности трубы = 100°С. На каком расстоянии от входа температура нагреваемой воды достигнет ?

№13

Какую минимальную тепловую мощность Qmin, кВт, должен иметь встроенный в цистерну подогреватель нефтепродукта, чтобы обеспечивать среднюю температуру поверхности цистерны tср? Котел цистерны диаметром d=2,8 м, имеющий расчетную площадь поверхности F=110 м2, расположен горизонтально и защищен от ветра. Температура воздуха tв. Для определения среднего коэффициента теплоотдачи от поверхности цистерны воспользоваться критериальной формулой для расчета теплообмена около горизонтальной трубы в условиях естественной конвекции.

№14

Стальная стенка теплообменной поверхности парового котла толщиной δ=22 мм омывается с одной стороны кипящей водой при абсолютном давлении р, а с другой – дымовыми газами с температурой t1=900ºС. Удельная паропроизводительность поверхности нагрева g, кг/(м2*ч), сухого насыщенного пара. Определить коэффициент теплопередачи k и перепад температур в стенке Δtст, если коэффициент теплопроводности стали λ=40 Вт/(м*К).

№15

Для пропарки котла цистерны используют насыщенный водяной пар. После достижения установившегося режима средняя температура  наружной поверхности котла цистерны стала равной 80ºС, а средняя температура пара внутри котла t1=100ºС. Температура вытекающего конденсата tкд=95ºС. Определить расход сухого пара D, который показывает паромер, установленный на подводящем паропроводе, если абсолютное давление перед паромером соответствует давлению котлоагрегата р=0,6 МПа. Температура окружающего воздуха to. Расчетная площадь поверхности теплообмена цистерны F=100 м2, коэффициент теплоотдачи от ее наружной поверхности к воздуху α2. Какую долю от общего термического сопротивления теплопередачи составляет термическое сопротивление стенок котла, если средняя толщина стенок δ=10 мм, а коэффициент теплопроводности λст=50 Вт/(м*К)?

№16

Плоская стальная стенка, имеющая коэффициент теплопроводности λ=50 Вт/(м*К), толщиной δ=12 мм омывается с одной стороны дымовыми газами с температурой t1=900ºС, а с другой – водой с температурой t2=200ºC. Коэффициенты теплоотдачи – α1 и α2. Определить коэффициент теплопередачи k и тепловой поток q для чистой стенки, для стенки, покрытой со стороны воды слоем накипи толщиной δ2=10 мм, λ2=0,6 Вт/(м*К). Найти температуру поверхности стенки и накипи, построить для обоих случаев графики распределения температур.

№17

Какой должна быть теоретическая холодопроизводительность рефрижераторной установки для поддержания в холодильной камере постоянной температуры воздуха t2 при температуре наружного воздуха t1, если средний приведенный коэффициент теплопередачи ограждения камеры k=0,32 Вт/(м2*К), а тепловая мощность источников внутреннего тепловыделения Qи=12 кВт? Расчетная площадь поверхности ограждения камеры F=220 м2. Определить среднюю температуру внутренней поверхности стенок t3ст камеры, если коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны α2=2,65*(t3ст-t1), Вт/(м2*К).

№18

Голый металлический трубопровод диаметром d = 160 мм имеет температуру поверхности . Степень черноты поверхности ε = 0,8. Определить потери тепла излучением на 1 пог. м трубопровода при температуре окружающей среды tо = 0°С. Каковы будут потери излучением, если этот трубопровод окружить тонким цилиндрическим экраном диаметром dэ = 200 мм со степенью черноты поверхностей …?

№19

Определить тепловой поток излучением и конвекцией от боковой поверхности цилиндра диаметром d = 120 мм и длиной t = 10 м со степенью черноты ε в окружающую среду, имеющую температуру tо = 0°С, если температура поверхности — , а коэффициент теплоотдачи конвекцией – αк. Каково значение суммарного коэффициента теплоотдачи?

№20

Внутрь тела, имеющего форму шара диаметром d=100 м, встроен электрический нагреватель. При постоянной электрической мощности нагревателя W на поверхности шара устанавливается температура tст, при температуре окружающей среды t0=27ºС. Определить интегральную степень черноты поверхности тела, если коэффициент теплоотдачи конвекций – αк. Какой должна быть мощность электрического нагревателя при абсолютно черной поверхности тела и прочих неизменных условиях?

№21

Определить плотность теплового потока излучением q, Вт/м2, между двумя расположенными на близком расстоянии параллельными плоскостями, имеющими степень черноты поверхности ε1 и ε2 и температуру соответственно t1 и t2. Во сколько раз изменится плотность теплового потока излучением, если степень черноты поверхности ε2 уменьшить в два раза?

№22

В пароводяном рекуперативном теплообменнике вода нагревается насыщенным паром. Расход воды G=1кг/с. Определить коэффициент теплопередачи в теплообменнике, если его площадь теплообменной поверхности – F, а отклонение температурных напоров на входе и выходе – Δtвх/Δtвых.

№23

Определить требуемые площади поверхностей прямоточного и противоточного теплообменников для охлаждения масла в количестве G=0,93 кг/с от t’м=65ºС до t’’м=55ºС. Расход охлаждающей воды G=0,55 кг/с, а ее температура на входе в теплообменник – t’в. Расчетный коэффициент теплопередачи – k. Теплоемкость масла См=2,5 кДж/(кг*К). Теплоемкость воды Св=4,19 кДж/(кг*К) Изобразить графики изменения температур воды и масла в теплообменнике.

№24

В пароводяном рекуперативном теплообменнике с площадью теплообменной поверхности F вода нагревается насыщенным паром с абсолютным давлением р. Температура воды на входе t’=15ºС, ее расход – G=1 кг/с. Определить конечную температуру подогрева воды t’’, если коэффициент теплопередачи k=3000 Вт/(м2*К).

№25

Определить температуру подогрева воздуха t’’в в калорифере с поперечным омыванием оребренных трубок воздухом на основании следующих данных: расчетная площадь теплообменной поверхности F=14,5 м2, температура греющей воды на входе t’1=90ºС, на выходе t’2=70ºС, коэффициент теплопередачи k=22 Вт/(м2*К), температура воздуха на входе в калорифере t’в, расход воздуха Gв=0,4 кг/с.

Часть задач есть решенные, контакты

Вопросы:

№1 Сформулируйте закон теплопроводности Фурье.

№2 Дайте определение коэффициентов теплопроводности, теплоотдачи и теплопередачи.
Напишите выражения для удельного теплового потока через плоскую стенку, пользуясь этими коэффициентами.

№3 Что такое термическое сопротивление и как оно определяется для плоской и цилиндрической многослойных стенок? Для какого случая допустимо рассматривать цилиндрическую стенку как плоскую?

№4 Поясните основные факторы, влияющие на интенсивность конвективного теплообмена при вынужденном и свободном движении жидкости.

№5 Какова роль ламинарного пограничного подслоя в процессе конвективного теплообмена при турбулентном течении жидкости около стенки?

№6 В чем сущность подобия физических процессов? Назовите определяемые и определяющие критерия подобия для процессов конвективного теплообмена при вынужденном и свободном движениях теплоносителя.

№7 В чем опасность наступления пленочного режима кипения в теплообменных генераторах?

№8 Какие факторы влияют на величину коэффициента теплоотдачи при конденсации пара на вертикальной стенке?

№9 Дайте определение рекуперативного, регенеративного и смесительного теплообменников.

№10 Укажите основные преимущества и недостатки протипоточной и прямоточной схем движения теплоносителей в теплообменных аппаратах.

№11 В каких случаях и с какой стороны применяют оребрение поверхностей нагрева теплообменников?

№12 Что такое среднелогарифмический температурный напор и как он определяется при прямоточном и противоточном движении теплоносителей?

№13 Изобразите графики изменения температур греющего и нагреваемого теплоносителей в прямоточном и противоточном рекуперативных теплообменниках при следующих соотношениях теплоемкостей массовых расходов (водяных эквивалентов) теплоносителей:
W1 > W2; W1 < W2; W1 = W2.

№14 Изобразите графики изменения температур теплоносителей в рекуперативном теплообменнике для следующих случаев:

А) Греющий теплоноситель – насыщенный пар (при p=const), нагреваемый теплоноситель – газ.

Б) Греющий теплоноситель – газ, нагреваемый теплоноситель – кипящая жидкость (при p=const).

В) Греющий теплоноситель – газ, нагреваемый теплоноситель на входе – холодная вода, на выходе – смесь воды и водяного пара (например, экономайзер кипящего типа).

№15 Напишите основные расчетные уравнения, используемые в тепловых расчетах теплообменных аппаратов. Что такое средний температурный напор и как он определяется для различных схем движения теплоносителей?

№16 В чем сущность закона, устанавливающего связь между излучательной и поглощательной способностью тела?

№17 В чем особенности излучения и поглощения лучистой энергии газами?

№18 Каково влияние степени черноты экрана, помещенного между двумя параллельными поверхностями, на интенсивность лучистого теплообмена между ними?

№ 19 Какова связь между законом Планка и законом Стефана-Большена для абсолютно черного излучения?

№ 20 Что такое сложный теплообмен? В чем основная трудность его расчета?

Часть задач есть решенные, контакты

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

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *