Контрольная Теплотехника, вариант 6 СГУПС

По разделу 1. Техническая термодинамика

Задача 1. 

Газовая смесь охлаждается от температуры t₁ до температуры t₂ (давление Р = 1,0·10⁵ Па). Объемный расход смеси при начальных условиях – V.

Определить массовый состав и расход смеси, ее среднюю молекулярную массу и газовую постоянную, плотность и удельный объем при постоянном давлении в интервале температур t₁…t₂ и количество теплоты, отданное смесью при охлаждении от t₁ до t₂.

Указание: задачу решить с учетом зависимости теплоемкостей газов от температуры.

Задача 2. 

Газ с массой G имеет начальные параметры – давление Р₁ и температуру t₁. После политропного изменения состояния параметры газа стали: температура t₂, давление Р_2пол , объем V₂.

Определить характер процесса (сжатие или расширение), конечную температуру газа t₂, показатель политропы n, теплоемкость процесса С_n, работу, теплоту, изменение внутренней энергии и энтропии.

Определить эти же параметры (и конечное давление Р₂), если изменение состояния происходит: а) по адиабате; б) по изотерме – до того же значения конечного объема V₂.

Изобразить (без расчета) все процессы в v-Р и S-T-диаграммах. Составить сводную таблицу результатов расчета и сделать выводы по полученным данным.

Указание: расчеты вести при постоянном значении теплоемкости независимо от температуры.

Задача 3. 

Для сушки используется воздух при температуре t₁ и относительной влажности φ. Воздух подогревается до t₂ и затем подается в сушилку, откуда выходит с температурой t₃.

Определить конечное влагосодержание воздуха, расход воздуха и теплоты в сушилке на 1 кг испаренной влаги.

По разделу II. Основы теории тепло- и массообмена

Задача 1. 

Определить средний коэффициент теплоотдачи и тепловой поток к стенке трубы, в которой при давлении Р = 1·10^-5 Па протекает воздух, если известны диаметр трубы d, длина трубы , массовый расход воздуха G, средняя температура воздуха t_воз  и средняя температура стенки трубы t_с.

Определить, во сколько раз изменяется коэффициент теплоотдачи:

а) при увеличении скорости протекания воздуха в трубе в два раза;

б) при уменьшении диаметра трубы в два раза.

Задача 2. 

Определить поверхность нагрева газоводяного рекуперативного теплообменника, работающего по противоточной схеме.

Греющий теплоноситель – дымовые газы с начальной температурой    t¹_г и конечной t^II_г .

Расход воды через теплообменник – G_в.

Коэффициент теплоотдачи газов к стенке трубы – α_г от стенки трубы к воде - α_в .

Теплообменник выполнен из стальных труб (коэффициент теплопроводности λ = 50 Вт/м·К) с наружным диаметром d = 50 мм и толщиной стенки δ = 4 мм (стенку считать чистой с обеих сторон).

Определить также поверхность теплообмена при выполнении теплообменника по прямоточной схеме и сохранении остальных параметров неизменными.

Для обеих схем движения (прямоточной и противоточной) показать (без расчета) графики изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.

Указать преимущества противоточной схемы.

Задача 3. 

В хлебопекарной печи размером АхВхС, температура газов t₂.

В газах содержится по объему СО₂ и водяного пара Н₂О.

Определить количество теплоты, излучаемой газами к поверхности хлеба на поду, если температура этой поверхности t_cт. Расчет произвести на 1м² пода. Степень черноты стенок печи Е_ст = 0,9, давление в печи Р.

Список использованной литературы