Контрольная работа по предмету Теплотехника на тему: Контрольная по теплотехнике. Вариант 3

Контрольная работа № 1.
Задача 1. Произвести расчёт термодинамических параметров газовой смеси, совершающей изобарное расширение до объёма V2 = 4,5V1, если известны начальная температура t1 = 600C, начальное давление Р1 = 4 МПа и масса смеси m = 4 кг. Определить газовую постоянную и кажущуюся молекулярную массу, начальный объём, основные параметры в конечном состоянии, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии, теплоту и работу расширения в процессе 1-2.
Состав газа по объёму, %: СН4 = 95,9; С2Н4 = 0,3; С3Н6 =0,1; С4Н10 = 0,01; С5Н12 = 0,1; N2 =0,6; СО2 =0,1; Н2O = 2,89.
Задача 2. Для технологических целей необходимо иметь G = 0,4 кг/с воздуха при давлении Pк = 18 МПа. Рассчитать идеальный многоступенчатый поршневой компрессор. Определить:
- количество ступеней компрессора и степень повышения давления в каждой ступени;
- количество теплоты, отведённой от воздуха в цилиндрах компрессора и в промежуточном холодильнике;
- конечную температуру и объёмную производительность компрессора;
- изобразить цикл на рабочей диаграмме.
Давление воздуха на входе в первую ступень компрессора Р1 = 0,1 МПа и температуру t1 = 270С. Допустимое повышение температуры воздуха в каждой ступени ?t = 1800C, показатель политропы сжатия n = 1,25, конечное давление Pk =18 МПа.
Задача 3. Рассчитать теоретический цикл Отто (ГТУ, Р = const) для привода компрессора из задачи 2, если известны степень сжатия ? = Р2/Р1 = 9, максимальная температура цикла t3 = 7500C, рабочее тело – воздух.
Определить:
- параметры рабочего тела в характерных точках цикла;
- подведённую и отведённую теплоту, работу и термический КПД цикла;
- построить цикл на рабочей диаграмме.
Задача 4. Произвести расчёт горения твёрдого топлива при коэффициенте избытка воздуха ? = 1,25. Определить низшую и высшую теплоту сгорания, теоретический и действительный расходы воздуха, температуру горения и массовый состав продуктов сгорания.
Месторождение: Печёрский бассейн.

Состав, %
WP AP SPk CP HP NP OP
5,5 23,6 0,8 59,6 3,8 1,3 5,4
Контрольная работа № 2.
Задача 1. По трубопроводу с внешним диаметром dH = 130 мм и толщиной стенки ? = 7 мм течёт газ со средней температурой tг = 10000С. Коэффициент теплоотдачи от газа к стенке ?1 = 52 Вт/(м2*К). Снаружи трубопровод охлаждается водой со средней температурой tB = 800C. Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде ?2 = 4400 Вт/(м2*К).
Определить коэффициент теплопередачи от газа к воде, погонный тепловой поток и температуры внутренней и наружной поверхности трубы.
Задача 2. Определить потери теплоты в единицу времени с одного погонного метра горизонтально расположенной трубы диаметром dH =270 мм в окружающую среду, если температура стенки трубы tc = 2200C, а температура воздуха tB = 300C, скорость движения воздуха w = 1 м/с. Вид конвекции – смешанная.
Задача 3. Подогретый до температуры t1 = 750C мазут перевозится в цистернах диаметром d = 1,2 м и длиной l = 10 м со средней скоростью
W = 40 км/час при температуре наружного воздуха tВ = - 300С.
Рассчитать допустимое время транспортировки, за которое на стенке цистерны намёрзнет слой мазута толщиной 10 см. Определить количество теплоты, необходимое для разогрева замёрзшего слоя до начальной температуры.
Задача 4. Определить плотность лучистого теплового потока между двумя параллельно расположенными плоскими стенками, имеющими температуру t1= 3000C и t2 = 250C и степени черноты ?1 = 0,65 и ?2 = 0,48. Как изменится интенсивность теплообмена при установке экрана со степенью черноты ?эк = 0,045.

Литература
1. Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике. – М.: Машиностроение, 1973.
2. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. – М.: Высшая школа, 1980.
3. Панкратов Г.А. Сборник задач по теплотехнике. – М.: Высшая школа, 1986.