Решения задач по ТЕПЛОТЕХНИКЕ ИрГАУ им. А.А.Ежевского
Методические указания и контрольные задания для студентов очной и заочной форм обучения 2016 г. Иркутск. УДК 621.125: 621.438: 621.43(075)
подготовка 35.03.06 Агроинженерия (квалификация "бакалавр"), Профили "Технические системы в агробизнесе", "Технический сервис в агроинженерном комплексе", "Оборудование для хранения и переработки сельскохозяйственной продукции"
В.В.Нечаев
Задача № 1
В процессе изменения состояния 1 кг газа внутренняя энергия его увеличивается на Δu. При этом над газом совершается работа, равная l. Начальная температура газа – t1, конечное давление p2 (табл. 2). Определить для заданного газа показатель политропы п, начальные и конечные параметры, изменение энтропии Δs и изменение энтальпии Δh. Представить процесс в р-v и Т-s — диаграммах. Изобразить также (без расчета) изобарный, изохорный, изотермический и адиабатный процессы, проходящие через ту же начальную точку, и дать их сравнительный анализ.
Варианты Решений 00 - 18 Задачи 1 с Исходными данными:
Цена Варианта - 100 руб (pdf)
Вариант | Δu, кДж/к | ℓ, кДж/к | t1, °C | p2, МПа | Вид газа | Файл |
---|---|---|---|---|---|---|
Вариант 00 | -142 | 223 | 1828 | 0,15 | N2 | Решение |
Вариант 01 | -147 | 219 | 1851 | 0,14 | CO | Решение |
Вариант 02 | -145 | 225 | 1852 | 0,14 | CO2 | Решение |
Вариант 03 | -151 | 232 | 1917 | 0,13 | O2 | Решение |
Вариант 04 | -155 | 236 | 1952 | 0,12 | CH4 | Решение |
Вариант 05 | -154 | 235 | 1954 | 0,12 | H2O | Решение |
Вариант 06 | -161 | 243 | 2011 | 0,11 | Воздух | Решение |
Вариант 07 | -165 | 245 | 2054 | 0,11 | NH3 | Решение |
Вариант 08 | -165 | 247 | 2051 | 0,1 | H2 | Решение |
Вариант 09 | -170 | 250 | 2112 | 0,1 | H2 | Решение |
Вариант 10 | 144 | -192 | 15 | 2,2 | O2 | Решение |
Вариант 11 | 145 | -206 | 16,7 | 2,3 | NH3 | Решение |
Вариант 12 | 144 | -211 | 18,5 | 2,4 | Воздух | Решение |
Вариант 13 | 149 | -216 | 20 | 2,5 | H2O | Решение |
Вариант 14 | 154 | -221 | 22,5 | 2,6 | CH4 | Решение |
Вариант 15 | 153 | -224 | 24 | 2,7 | O2 | Решение |
Вариант 16 | 162 | -233 | 26,5 | 2,8 | CO2 | Решение |
Вариант 17 | 173 | -234 | 28,5 | 2,9 | CO | Решение |
Вариант 18 | 178 | -242 | 30 | 3,0 | N2 | Решение |
Задача № 2
Определить параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно - изобарным подводом теплоты (смешанный цикл), если известны давление р1 и температура t1 рабочего тела в начале сжатия. Степень сжатия ε, степень повышения давления λ, степень предварительного расширения ρ заданы (табл. 3). Определить работу цикла, его термический КПД и изменение энтропии отдельных процессов цикла. За рабочее тело принять воздух, считая теплоемкость его в расчетном интервале температур постоянной. Построить этот цикл в координатах р-v и Т-s. Дать к полученным диаграммам соответствующие пояснения.
Варианты Решений 05 - 07 Задачи 2 с Исходными данными:
Цена Варианта - 180 руб (pdf)
Вариант | р1, МПа | t1, °C | ε | λ | ρ | Файл |
---|---|---|---|---|---|---|
Вариант 00 | 0,1 | 10 | 11 | 1,8 | 1,5 | |
Вариант 01 | 0,1 | 11 | 11 | 1,8 | 1,6 | |
Вариант 02 | 0,1 | 12 | 12 | 1,8 | 1,7 | |
Вариант 03 | 0,1 | 13 | 12 | 1,9 | 1,5 | |
Вариант 04 | 0,1 | 14 | 14 | 1,9 | 1,6 | |
Вариант 05 | 0,1 | 15 | 15 | 1,9 | 1,7 | Решение |
Вариант 06 | 0,1 | 16 | 16 | 2,0 | 1,5 | Решение |
Вариант 07 | 0,1 | 17 | 16 | 2,0 | 1,6 | Решение |
Вариант 08 | 0,1 | 18 | 17 | 2,0 | 1,7 | |
Вариант 09 | 0,1 | 19 | 17 | 1,8 | 1,5 | |
Вариант 10 | 0,1 | 20 | 18 | 1,8 | 1,6 | |
Вариант 11 | 0,1 | 21 | 18 | 1,8 | 1,7 | |
Вариант 12 | 0,1 | 22 | 19 | 1,9 | 1,5 | |
Вариант 13 | 0,1 | 23 | 19 | 1,9 | 1,6 | |
Вариант 14 | 0,1 | 24 | 20 | 1,9 | 1,7 | |
Вариант 15 | 0,1 | 25 | 20 | 2,0 | 1,5 | |
Вариант 16 | 0,1 | 25 | 21 | 2,0 | 1,6 | |
Вариант 17 | 0,1 | 26 | 22 | 2,0 | 1,7 | |
Вариант 18 | 0,1 | 27 | 22 | 1,8 | 1,5 |
Задача № 3
Определить потери теплоты за 1 час с 1 м длины горизонтально расположенной цилиндрической трубы, охлаждаемой свободным потоком воздуха, если известны наружный диаметр d трубы, температура стенки трубы tст и температура воздуха tв в помещении. (табл. 4).
Варианты Решений 00 - 18 Задачи 3 с Исходными данными:
Цена Варианта - 100 руб (pdf)
Вариант | D, мм | tст, °C | tв, °C | Файл |
---|---|---|---|---|
Вариант 00 | 90 | 42 | -8 | Решение |
Вариант 01 | 95 | 47 | -7 | Решение |
Вариант 02 | 100 | 51 | -6 | Решение |
Вариант 03 | 105 | 56 | -5 | Решение |
Вариант 04 | 110 | 61 | -4 | Решение |
Вариант 05 | 115 | 56 | -3 | Решение |
Вариант 06 | 120 | 52 | -2 | Решение |
Вариант 07 | 125 | 47 | -1 | Решение |
Вариант 08 | 130 | 42 | 0 | Решение |
Вариант 09 | 135 | 48 | 1 | Решение |
Вариант 10 | 140 | 53 | 2 | Решение |
Вариант 11 | 135 | 58 | 3 | Решение |
Вариант 12 | 130 | 61 | 4 | Решение |
Вариант 13 | 125 | 56 | 5 | Решение |
Вариант 14 | 120 | 53 | 6 | Решение |
Вариант 15 | 115 | 44 | 7 | Решение |
Вариант 16 | 110 | 41 | 8 | Решение |
Вариант 17 | 105 | 47 | 9 | Решение |
Вариант 18 | 100 | 52 | 10 | Решение |
Задача № 4
Определить площадь поверхности нагрева газоводяного рекуперативного теплообменника, работающего по противоточной схеме. Греющий теплоноситель – дымовые газы с начальной температурой tг’ и конечной tг''. Расход воды через теплообменник — Gв, начальная температура воды – tв’, конечная – t''в. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы - αг и от стенки трубы к воде αв. Теплообменник выполнен из стальных труб с внутренним диаметром d = 70 мм и толщиной стенки δ = 2 мм. Коэффициент теплопроводности стали λ = 62 Вт/(м·К). Стенку считать чистой с обеих сторон. Данные для расчетов взять из таблицы 5. Определить также поверхности теплообмена при выполнении теплообменника по прямоточной схеме и при сохранении остальных параметров неизменными. Для обеих схем движения теплоносителя (противоточной и прямоточной) показать без расчета графики изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена. Указать преимущества противоточной схемы.
Варианты Решений 00 - 18 Задачи 4 с Исходными данными:
Цена Варианта - 100 руб (pdf)
Вариант | αг, Вт/(м2·К) | αв, Вт/(м2·К) | Gв, кг/ч | t'в, ˚C | t”в, ˚C | t'г, ˚C | t”г, ˚C | Файл |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Вариант 00 | 36 | 612 | 1505 | 5 | 112 | 600 | 400 | Решение |
Вариант 01 | 33 | 607 | 1614 | 5 | 113 | 610 | 420 | Решение |
Вариант 02 | 31 | 614 | 1652 | 6 | 114 | 620 | 440 | Решение |
Вариант 03 | 34 | 623 | 1717 | 6 | 115 | 630 | 460 | Решение |
Вариант 04 | 37 | 631 | 1753 | 7 | 116 | 640 | 480 | Решение |
Вариант 05 | 41 | 637 | 1804 | 8 | 117 | 650 | 480 | Решение |
Вариант 06 | 43 | 639 | 1853 | 8 | 118 | 660 | 485 | Решение |
Вариант 07 | 45 | 645 | 1918 | 9 | 119 | 670 | 490 | Решение |
Вариант 08 | 46 | 650 | 1949 | 10 | 120 | 680 | 495 | Решение |
Вариант 09 | 47 | 662 | 2032 | 10 | 121 | 690 | 500 | Решение |
Вариант 10 | 48 | 673 | 2054 | 10 | 122 | 700 | 505 | Решение |
Вариант 11 | 45 | 678 | 2104 | 11 | 123 | 710 | 510 | Решение |
Вариант 12 | 47 | 682 | 2148 | 12 | 124 | 720 | 515 | Решение |
Вариант 13 | 52 | 683 | 2211 | 12 | 125 | 730 | 520 | Решение |
Вариант 14 | 53 | 692 | 2236 | 13 | 126 | 740 | 520 | Решение |
Вариант 15 | 51 | 694 | 2306 | 14 | 127 | 750 | 540 | Решение |
Вариант 16 | 57 | 704 | 2358 | 14 | 128 | 760 | 560 | Решение |
Вариант 17 | 59 | 706 | 2404 | 15 | 129 | 770 | 580 | Решение |
Вариант 18 | 62 | 721 | 2505 | 15 | 130 | 780 | 600 | Решение |
Задача № 5
Определить количество испаренной влаги W, потребное количество влажного воздуха L и расход теплоты на сушку Q для конвективной зерносушилки производительностью G1, если начальное значение относительной влажности зерна W1 и конечное W2 влагосодержание d1 и температура воздуха t1 на входе в сушилку, влагосодержание d2 и температура воздуха t2 на выходе в сушилки, температура наружного воздуха t0 = 15 °С (табл. 6). Изобразить процесс сушки в H-d диаграмме влажного воздуха.
Варианты Решений 00 - 18 Задачи 5 с Исходными данными:
Цена Варианта - 100 руб (pdf)
Вариант | G1, кг/ч | d1, г/(кг с.в) | t1, ˚C | d2, г/(кг с.в) | t2, ˚C | ω1, % | ω2, % | Файл |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Вариант 00 | 105 | 0,021 | 102 | 0,033 | 50 | 30 | 20 | Решение |
Вариант 01 | 1010 | 0,022 | 107 | 0,034 | 50 | 31 | 21 | Решение |
Вариант 02 | 154 | 0,023 | 111 | 0,035 | 55 | 32 | 22 | Решение |
Вариант 03 | 953 | 0,024 | 116 | 0,033 | 55 | 33 | 23 | Решение |
Вариант 04 | 207 | 0,025 | 122 | 0,034 | 60 | 34 | 24 | Решение |
Вариант 05 | 904 | 0,021 | 127 | 0,035 | 60 | 35 | 25 | Решение |
Вариант 06 | 253 | 0,022 | 132 | 0,033 | 65 | 30 | 20 | Решение |
Вариант 07 | 852 | 0,023 | 138 | 0,034 | 65 | 31 | 21 | Решение |
Вариант 08 | 307 | 0,024 | 143 | 0,035 | 70 | 32 | 22 | Решение |
Вариант 09 | 802 | 0,025 | 146 | 0,033 | 70 | 33 | 23 | Решение |
Вариант 10 | 354 | 0,021 | 151 | 0,034 | 75 | 34 | 24 | Решение |
Вариант 11 | 751 | 0,022 | 147 | 0,035 | 70 | 35 | 25 | Решение |
Вариант 12 | 404 | 0,023 | 143 | 0,033 | 70 | 30 | 20 | Решение |
Вариант 13 | 707 | 0,024 | 136 | 0,034 | 65 | 31 | 21 | Решение |
Вариант 14 | 456 | 0,025 | 132 | 0,035 | 65 | 32 | 22 | Решение |
Вариант 15 | 656 | 0,022 | 127 | 0,033 | 60 | 33 | 23 | Решение |
Вариант 16 | 504 | 0,023 | 121 | 0,034 | 60 | 34 | 24 | Решение |
Вариант 17 | 607 | 0,024 | 117 | 0,035 | 55 | 35 | 25 | Решение |
Вариант 18 | 551 | 0,025 | 104 | 0,033 | 50 | 30 | 20 | Решение |