Контрольная работа по предмету Теплотехника на тему: 6 задач по теплотехнике. Вариант 05.

Контрольная работа № 1.
Задача 1. Произвести расчёт термодинамических параметров газовой смеси, совершающей изобарное расширение до объёма V2 = 1,5V1, если известны начальная температура t1 = 800C, начальное давление Р1 = 6 МПа и масса смеси m = 2 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 = 94,1; С2Н4 =2,8; С3Н6 =0,7; С4Н10 = 0,17; С5Н12 = 0,1; N2 =1; СО2 =1; Н2O = 0,13.
Задача 2. Для технологических целей необходимо иметь G = 0,2 кг/с воздуха при давлении Pк = 20 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 = 1900C, показатель политропы сжатия n = 1,23, конечное давление Pk =20 МПа.
Задача 3. Рассчитать теоретический цикл Дизеля (ДВС, Р = const) для привода компрессора из задачи 2, если известны степень сжатия ? = v1/v2 = 14, максимальная температура цикла t3 = 10000C, механический КПД привода ?м = 0,82; рабочее тело - воздух m = 0,84 кг.
Определить:
- параметры рабочего тела в характерных точках цикла;
- подведённую и отведённую теплоту, работу и термический КПД цикла;
-мощность двигателя и массовый расход рабочего тела;
- 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: Челябинский бассейн.
Состав, %
WP AP SPk SPop CP HP NP OP
18,0 29,5 1,0 1,0 37,3 2,8 0,9 10,5
Контрольная работа № 2.
Задача 1. По трубопроводу с внешним диаметром dH = 150 мм и толщиной стенки ? = 9 мм течёт газ со средней температурой tг = 12000С. Коэффициент теплоотдачи от газа к стенке ?1 = 60 Вт/(м2*К). Снаружи трубопровод охлаждается водой со средней температурой tB = 600C. Коэффициент теплоотдачи от стенки к воде ?2 = 4000 Вт/(м2*К).
Определить коэффициент теплопередачи от газа к воде, погонный тепловой поток и температуры внутренней и наружной поверхности трубы.
Задача 4. Определить плотность лучистого теплового потока между двумя параллельно расположенными плоскими стенками, имеющими температуру t1= 2000C и t2 = 150C и степени черноты ?1 = 0,75 и ?2 = 0,52. Как изменится интенсивность теплообмена при установке экрана со степенью черноты ?эк = 0,035.

Литература
1. Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике. – М.: Машиностроение, 1973.
2. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. – М.: Высшая школа, 1969.
3. Справочник конструктора печей прокатного производства. Под редакцией В.М.Тымчака.- М.: Металлургия, 1968.
4. Панкратов Г.А. Сборник задач по теплотехнике. – М.: Высшая школа, 1986.