ПРОГРАММА дисциплины «Теплотехника и термодинамика»
ЗАДАЧА 1
(Тема «Процессы сжатия газа в компрессоре»)
Одноступенчатый идеальный компрессор сжимает атмосферный воздух (R=287 Дж/(кг×К), k=1,4) в политропном процессе со средним показателем политропы n и подает его потребителю для технологических нужд в количестве М, кг/с под избыточным (по манометру) давлением р2изб.
Начальные параметры воздуха: атмосферное давление р1=0,1МПа, температура t1, 0С.
Определить температуру воздуха в конце сжатия и количество теплоты процесса сжатия (указать подводится или отводится теплота).
Определить теоретическую мощность, затрачиваемую на привод компрессора и сравнить с мощностью изотермического сжатия .
Изобразить рабочий цикл компрессора в сравнении с изотермическим сжатием при изменении абсолютного давления от р1 до р2, в p,v- и T,Δs- системах координатах.
Исходные данные взять в таблицах 1 и 2 в соответствии с номером задания.
Таблица 1 - Исходные данные
|
| Первая. цифра номера варианта задания | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | |
| М, кг/с | 0,50 | 0,45 | 0,40 | 0,35 | 0,30 | 0,25 | 0,20 | 0,15 | 0,1 | 0,05 |
| t1 , оC | 20 | 15 | 10 | 5 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
Таблица 2 - Исходные данные
|
| Вторая цифра номера варианта задания | |||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | |||
| р2изб, МПа | 0,1 | 0,15 | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,45 | 0,50 | 0,60 | ||
| n | 1,05 | 1,10 | 1,15 | 1,20 | 1,25 | 1,30 | 1,35 | 1,45 | 1,50 | 1,55 | ||
| Газ | воздух | углекислый
| водород | аммиак | азот | |||||||
ЗАДАЧА 2
Тема «Теплопередача через плоскую стенку»
Определить на сколько снизятся тепловые потери ограждающих конструкций (стен) здания с известной общей площадью стен F , толщиной d1ис коэффициентом теплопроводности l1, если на стеныналожить слой тепловой изоляции толщиной d3с коэффициентом теплопроводности l3..
С внутренней стороны стены имеют слой гипсовой штукатурки толщиной d2=15мм с коэффициентом теплопроводности l2.= 0,375 Вт/(мК).
Внутри помещения требуется поддерживать температуру воздуха tf1 . Температура окружающего воздуха с внешней стороны tf2 .
Коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны принять равным a1=10,0 Вт/(м2К).Коэффициент теплоотдачи с внешней стороны здания принять для зимних условий равным a2 = 23,0 Вт/(м2К) .
Определить также глубину промерзания многослойной конструкции стены с изоляцией.
Коэффициенты теплопроводности материала стен, материала тепловой изоляции выбрать по справочным данным без учета температурной зависимости. Контактным сопротивлением между слоями стенки пренебречь.
Таблица 1
|
| Первая цифра номера задания* | |||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | |||
| Материал стены | Кладка из керамическо-го кирпича
| Кладка из силикатно-го кирпича | Монолит-ный железобетон | Пенобетон | Шлакобе-тон | |||||||
| d1 , мм | 500 | 750 | 500 | 750 | 250 | 500 | 250 | 500 | 250 | 500 | ||
| F, м2 | 250 | 500 | 250 | 500 | 500 | 1000 | 200 | 500 | 300 | 600 | ||
Таблица 2
|
| Вторая цифра номера задания* | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | |
| Материал тепловой изоляции | Минерало- вата | Пенопласт ПХВ-1 | Дерево (сосна) | Пробковые плиты | Минерало- вата | |||||
| d3 , мм | 100 | 50 | 14 | 12 | 200 | |||||
| Изоляция | снаружи | внутри | снаружи | внутри | снаружи | |||||
| tf1., 0С | 24 | 24 | 22 | 22 | 23 | 23 | 21 | 21 | 20 | 20 |
| tf2., 0С | -25 | -20 | -24 | -35 | -20 | -32 | -28 | -26 | -27 | -30 |
ЗАДАЧА 3
(Тема «Процессы с водяным паром»)
Влажный водяной пар со степенью сухости х1=0,95 в количестве M (кг/с) с давлением р1 и поступает в пароперегреватель паротурбинной установки, где его температура повышается на Dt.
После пароперегревателя пар адиабатически расширяется на лопатках турбины до давления р2 = 5 кПа.
Определить начальные, промежуточные и конечные значения температур и энтальпии пара, а также количество теплоты, подведенное в пароперегревателе, удельную располагаемую работу пара в турбине, теоретическую мощность турбины, степень сухости и температуру после турбины.
|
|
|
Изобразить процессы схематично в p-v , T-Ds и H-Ds диаграммах.
При решении использовать только диаграмму состояния водяного пара.
Таблица 1 Исходные данные
|
Параметры | Первая цифра номера варианта* | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | |
| р1, МПа | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 0,5 |
| M, кг/с | 1,0 | 1,2 | 1,3 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 2,0 | 1,5 | 1,4 |
Таблица 2 Исходные данные
|
Параметры. | Вторая цифра номера варианта* | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | |
| Dt, 0С | 280 | 270 | 250 | 320 | 300 | 340 | 370 | 350 | 340 | 260 |
ЗАДАЧА 3
Тема «Расчет теплообменного аппарата»
Пароводяной кожухотрубный Z-ходовой теплообменник (бойлер), предназначен для нагрева воды в системе отопления здания от температуры tf1, 0С до tf2, 0С,в количестве G1, кг/с.
Вода движется внутри трубок с внутренним диаметром d1, мм, изготовленных из материала с коэффициентом теплопроводности l, Вт/(м,К со скоростью W1, м/с.
Греющий теплоноситель – сухой насыщенный водяной пар с абсолютным давлением рнас , МПа, который конденсируется на внешней поверхности труб диаметром d2, мм.
Тепловыми потерями в окружающую среду пренебречь.
|
|
|
Определить: расход пара и количество передаваемого тепла; коэффициенты теплоотдачи со стороны конденсирующегося пара и нагреваемой воды, коэффициент теплопередачи теплообменника и полную поверхность теплообменника, число трубок, их длину.
Исходные данные приведены в таблицах 1 и 2 и выбираются в зависимости от двузначного номера варианта.
Таблица 1
| Первая цифра варианта | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| tf1,оC | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 13 | 16 | 28 | 25 | 23 |
| tf2, оC | 85 | 90 | 95 | 97 | 100 | 88 | 90 | 98 | 95 | 100 |
| рнас МПа | 0,15 | 0,17 | 0,19 | 0,2 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,4 | 0,45 | 0,5 |
| W1, м/c | 1,5 | 1,7 | 2,0 | 1,6 | 1,7 | 1,9 | 2,0 | 1,5 | 1,8 | 2,5 |
| G1, кг/с | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 7,0 | 8,0 | 9,0 |
Таблица 2
| Вторая цифра номера задания | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Ориентировочное число ходов, Z | 2 | 2 | 4 | 1 | 1 | 1 | 4 | 6 | 2 | 4 |
| Расположение труб в пучке | Горизонтальное | Вертикальное | Горизонтальное | Вертикальное | ||||||
| d2, ММ d1 | 45 40 | 57 50 | 45 40 | 14 11 | 32 28 | 38 34 | 25 22 | |||
| Материал трубок | Сталь 20 | Медь | Латунь | Алюминий | ||||||
| l, Вт/(м К) | 50 | 380 | 110 | 200 | ||||||
ПРОГРАММА дисциплины «Теплотехника и термодинамика»
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 499; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!