Задание на контрольную работу №1
с методическими указаниями
по дисциплине для студентов-специалистов 3 курса
ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
специальности: «Наземные транспортно-технологические средства»
специализации: «Подъѐмно-транспортные, строительные, дорожные
средства и оборудование»
Кафедра: «Теплоэнергетика и водоснабжение
на железнодорожном транспорте»
Москва, 2013 г.
Ссылка на пособие - внизу материала (если кому надо...)
| Таблица 1 - Варианты заданий | ||||||||||
| ЗКР | Последняя цифра учебного шифра | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | |
| № Вопроса |
10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | |
| № Задачи |
10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
| 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 12 | 13 | 14 | 14 | 16 | |
| 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 18 | 20 | 19 | 19 | 17 | |
| Готовые Варианты по Таб.1 и Таб.2 (Три Задачи и 2 Вопроса) |
||||||||||
|
Таб.2 Пред цифра |
01 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 07 | 08 | 09 | 00 |
| 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 10 | |
| 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 20 | |
| 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 30 | |
| 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 40 | |
| 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 50 | |
| 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 60 | |
| 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 70 | |
| 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 80 | |
| 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 90 | |
| Цена Варианта (3 Задачи и 2 Вопроса) - 500 руб. Zip-архив pdf | ||||||||||
Задачи и Вопросы из Вариантов по отдельности:
| Задача № 1 | ||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | ||||
| В цилиндре 1 кг воздуха сжимается в одном случае по изотерме, а в другом — по политропе со средним показателем n = 1,2 так, что объем уменьшается в ε раз. Определить конечные значения температуры, давления и плотности воздуха, а также работу, изменение энтропии в процессах сжатия. Начальные параметры: р1 = 750 мм рт. ст. и t1 . Теплоемкость воздуха считать не зависящей от температуры. | ||||
| Варианты | ||||
| Вар 00 | Вар 10 | Вар 20 | Вар 30 | Вар 40 |
| Вар 50 | Вар 60 | Вар 70 | Вар 80 | Вар 90 |
| Задача № 2 |
|||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | |||||
| Смесь идеальных газов заданного массового состава занимает объем V при постоянном абсолютном давлении р и температуре t. Требуется определить газовую постоянную смеси, среднюю молекулярную массу, массу смеси, объемный состав смеси, а так-же среднюю мольную, объемную и массовую теплоемкости смеси (при р = const) для интервала температур 0- t. | |||||
| Варианты | |||||
| Вар 09 | Вар 19 | Вар 29 | Вар 39 | Вар 49 | |
| Вар 59 | Вар 69 | Вар 79 | Вар 89 | Вар 99 | |
| Задача № 3 |
|||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | |||||||
| Смесь идеальных газов заданного массового состава (см. задачу №2) расширяется при постоянной температуре t = 127° так, что отношение конечного объема к начальному равно ε. Определить газовую постоянную, конечные параметры смеси р2 и V2, работу расширения, количество теплоты и изменение удельной энтропии в процессе. Для смеси заданы масса G и начальное абсолютное давление р1. Процесс изобразить в PV- и Ts-диаграммах. | |||||||
| Варианты | |||||||
| Вар 08 | Вар 18 | Вар 28 | Вар 38 | Вар 48 | |||
| Вар 58 | Вар 68 | Вар 78 | Вар 88 | Вар 98 | |||
| Задача № 4 |
||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | ||||||
| Найти объемный состав смеси идеальных газов, заданный массовый долями (см. задачу №2). Определить также парциальные давления компонентов смеси, если абсолютное давление смеси р. | ||||||
| Варианты | ||||||
| Вар 07 | Вар 17 | Вар 27 | Вар 37 | Вар 47 | ||
| Вар 57 | Вар 67 | Вар 77 | Вар 87 | Вар 97 | ||
| Задача № 5 |
|||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | |||||||
| В процессе политропного сжатия воздуха G, кг/с, в одноступенчатом поршневом компрессоре отводится теплота в количестве Q, кДж/с. При сжатии от начального абсолютного давления 0,1 МПа температура воздуха возрастает от 15 °С до t2 . Определить показатель политропы процесса сжатия, конечное давление, удельную работу сжатия и техническую работу на получение сжатого воздуха, Дж/кг. Какова теоретически потребная мощность привода компрессора, кВт. | |||||||
| Варианты | |||||||
| Вар 06 | Вар 16 | Вар 26 | Вар 36 | Вар 46 | |||
| Вар 56 | Вар 66 | Вар 76 | Вар 86 | Вар 96 | |||
| Задача № 6 | ||||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | ||||||||
| Определить показатель политропы сжатия воздуха в одноступенчатом поршневом компрессоре, если давление в процессе возрастает в β раз. а температура газа изменяется от t1 = 20°C до t2. Определить также теплоту процесса, работу процесса, изменение внутренней энергии и энтропии 1 кг газа. | ||||||||
| Варианты | ||||||||
| Вар 05 | Вар 15 | Вар 25 | Вар 35 | Вар 45 | ||||
| Вар 55 | Вар 65 | Вар 75 | Вар 85 | Вар 95 | ||||
| Задача № 7 |
||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | ||||||
| Определить количество теплоты, отдаваемое каждым килограммом отработавших газов дизеля в утилизационном котле, где газы при постоянном давлении охлаждаются от температуры t1 до температуры t2 . Объемный состав отработавших газов: rCO2 = 0,08; rH20 = 0,06; r02 = 0,10; rN2 = 0,76. | ||||||
| Варианты | ||||||
| Вар 04 | Вар 14 | Вар 24 | Вар 34 | Вар 44 | ||
| Вар 54 | Вар 64 | Вар 74 | Вар 84 | Вар 94 | ||
| Задача № 8 |
|||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | |||||||
| Диаметр цилиндров тепловозного дизеля D = 318 мм, ход поршней s = 330 мм, степень сжатия = 12. Определить теоретическую работу политропного сжатия воздуха в одном цилиндре, изменения удельных значений внутренней энергии и энтропии в процессе. Абсолютное давление воздуха в начале сжатия р1 = 95 кПа, температура t1 = 127°C. Показатель политропы процесса сжатия п и теплоемкость воздуха считать не зависящей от температуры. | |||||||
| Варианты | |||||||
| Вар 03 | Вар 13 | Вар 23 | Вар 33 | Вар 43 | |||
| Вар 53 | Вар 63 | Вар 73 | Вар 83 | Вар 93 | |||
| Задача № 9 |
||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | ||||||
| Воздух, имея начальную температуру t1 = 27°C и абсолютное давление р1, изотермически расширяется до давления р2 = 0.1 МПа, а затем нагревается в изохорном процессе до тех пор, пока давление вновь не станет равным р1. Требуется определить удельный объем воздуха в конце изотермического расширения и температуру в конце изохорного подвода теплоты, а также изменения удельных значений внутренней энергии, энтальпии и энтропии в изохорном процессе. Теплоемкость воздуха считать не зависящей от температуры. Изобразить процессы в pv- и Ts-диаграммах. | ||||||
| Варианты | ||||||
| Вар 02 | Вар 12 | Вар 22 | Вар 32 | Вар 42 | ||
| Вар 52 | Вар 62 | Вар 72 | Вар 82 | Вар 92 | ||
| Задача № 10 |
|||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | |||||||
| кг азота, имея начальную температуру t1 = 0°С. расширяется при постоянном давлении р, при этом удельный объем его увеличивается в n раз. Определить удельный объем и температуру азота в конце процесса, работу в процессе, изменения внутренней энергии и энтропии, а также подведенную теплоту. Средняя массовая теплоемкость азота имеет линейную зависимость от температуры, сpm = 1,0258 + 0,00008382 t кДж/кг. | |||||||
| Варианты | |||||||
| Вар 01 | Вар 11 | Вар 21 | Вар 31 | Вар 41 | |||
| Вар 51 | Вар 61 | Вар 71 | Вар 81 | Вар 91 | |||
| Задача № 11 | ||||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | ||||||||
| Определить параметры состояния 1 кг воздуха в конце его адиабатного расширения от давления р1 до p2 = 0,1 МПа. Определить также работу процесса и изменение внутренней энергии воздуха. Начальная температура t1 = 27°С. | ||||||||
| Варианты | ||||||||
| Вар 05 | Вар 15 | Вар 25 | Вар 35 | Вар 45 | ||||
| Вар 55 | Вар 65 | Вар 75 | Вар 85 | Вар 95 | ||||
| Задача № 12 |
||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | ||||||
| В установке по приготовлению дистиллированной воды для заправки системы охлаждения тепловозного дизеля насыщенный пар, имея абсолютное давление р1 и степень сухости х = 0.95, конденсируется и охлаждается до температуры t = 80°С проточной водой. Какое количество воды требуется для приготовления дистиллята в сутки в количестве G. если температурный перепад проточной воды в теплообменнике установки составляет Δtw? Тепло-обменом рабочих тел установки с окружающей средой пренебречь. | ||||||
| Варианты | ||||||
| Вар 04 | Вар 14 | Вар 24 | Вар 34 | Вар 44 | ||
| Вар 54 | Вар 64 | Вар 74 | Вар 84 | Вар 94 | ||
| Вар 06 | Вар 16 | Вар 26 | Вар 36 | Вар 46 | ||
| Вар 56 | Вар 66 | Вар 76 | Вар 86 | Вар 96 | ||
| Задача № 13 |
|||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | |||||||
| В закрытом сосуде объемом 10 M3 находится влажный насыщенный водяной пар с абсолютным давлением р. В объеме пара содержится 30 кг жидкости. Определить массу парообразной фазы в сосуде и степень сухости пара. | |||||||
| Варианты | |||||||
| Вар 03 | Вар 13 | Вар 23 | Вар 33 | Вар 43 | |||
| Вар 53 | Вар 63 | Вар 73 | Вар 83 | Вар 93 | |||
| Вар 07 | Вар 17 | Вар 27 | Вар 37 | Вар 47 | |||
| Вар 57 | Вар 67 | Вар 77 | Вар 87 | Вар 97 | |||
| Задача № 14 |
||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | ||||||
| Влажный насыщенный водяной пар со степенью сухости х перегревается при постоянном абсолютном давлении р до температуры t. На сколько градусов перегрет пар? Какое количество теплоты затрачивается на подсушку и перегрев пара? | ||||||
| Варианты | ||||||
| Вар 02 | Вар 12 | Вар 22 | Вар 32 | Вар 42 | ||
| Вар 52 | Вар 62 | Вар 72 | Вар 82 | Вар 92 | ||
| Вар 08 | Вар 18 | Вар 28 | Вар 38 | Вар 48 | ||
| Вар 58 | Вар 68 | Вар 78 | Вар 88 | Вар 98 | ||
| Задача № 15 |
|||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | |||||||
| 1 кг перегретого водяного пара, имея температуру t1 и энтропию s1, охлаждается в процессе постоянного объема до состояния, когда энтальпия пара становится равной 2500 кДж/кг. Определить, состояние пара и его параметры в конце процесса, а также количество отведенной теплоты. Решение задачи иллюстрировать на is - диаграмме. | |||||||
| Варианты | |||||||
| Вар 01 | Вар 11 | Вар 21 | Вар 31 | Вар 41 | |||
| Вар 51 | Вар 61 | Вар 71 | Вар 81 | Вар 91 | |||
| Задача № 16 | ||||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | ||||||||
| Влажный насыщенный водяной пар, имея начальные параметры t1= 139°C и х = 0,94, сжимается в процессе без теплообмена с окружающей средой. При этом объем пара уменьшается в раз. Определить состояние и параметры пара в конце процесса сжатия, а также изменение удельной энтальпии и работу 1 кг пара в процессе, изобразить процесс в is - диаграмме. | ||||||||
| Варианты | ||||||||
| Вар 00 | Вар 10 | Вар 20 | Вар 30 | Вар 40 | ||||
| Вар 50 | Вар 60 | Вар 70 | Вар 80 | Вар 90 | ||||
| Задача № 17 |
||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | ||||||
| Какой должна быть площадь сечения отверстия предохранительного клапана парового котла, чтобы при внезапном прекращении отбора сухого насыщенного пара из него в количестве G абсолютное давление не превысило 1,4 МПа? Атмосферное давление В = 750 мм. рт. ст. Потерей давления на мятие пара, теплообменом при прохождении отверстия и скоростью пара на входе в отверстие клапана пренебречь. | ||||||
| Варианты | ||||||
| Вар 00 | Вар 10 | Вар 20 | Вар 30 | Вар 40 | ||
| Вар 50 | Вар 60 | Вар 70 | Вар 80 | Вар 90 | ||
| Вар 01 | Вар 11 | Вар 21 | Вар 31 | Вар 41 | ||
| Вар 51 | Вар 61 | Вар 71 | Вар 81 | Вар 91 | ||
| Задача № 18 |
|||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | |||||||
| Определить основные размеры сопла Лаваля, через которое вытекает воздух в количестве 0,5 кг/с в среду с давлением 0,1 МПа. Начальные параметры газа: абсолютное давление р1 и температура t1. Истечение считать адиабатным. Потерями энергии на трение пренебречь. Изобразить в масштабе разрез сопла, приняв при этом угол конусности расширяющейся части равным 10°. | |||||||
| Варианты | |||||||
| Вар 02 | Вар 12 | Вар 22 | Вар 32 | Вар 42 | |||
| Вар 52 | Вар 62 | Вар 72 | Вар 82 | Вар 92 | |||
| Вар 06 | Вар 16 | Вар 26 | Вар 36 | Вар 46 | |||
| Вар 56 | Вар 66 | Вар 76 | Вар 86 | Вар 96 | |||
| Задача № 19 |
||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | ||||||
| В дроссельном клапане парового двигателя водяной пар с начальными параметрами р1 и t1 дросселируется до давления 1 МПа, а затем адиабатно расширяется в цилиндре двигателя до давления 0,1 МПа. Определить потерю располагаемой работы пара вследствие дросселирования. Решение задачи проиллюстрировать в is-диаграмме. | ||||||
| Варианты | ||||||
| Вар 03 | Вар 13 | Вар 23 | Вар 33 | Вар 43 | ||
| Вар 53 | Вар 63 | Вар 73 | Вар 83 | Вар 93 | ||
| Вар 08 | Вар 18 | Вар 28 | Вар 38 | Вар 48 | ||
| Вар 58 | Вар 68 | Вар 78 | Вар 88 | Вар 98 | ||
| Вар 09 | Вар 19 | Вар 29 | Вар 39 | Вар 49 | ||
| Вар 59 | Вар 69 | Вар 79 | Вар 89 | Вар 99 | ||
| Задача № 20 |
|||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | |||||||
| Влажный насыщенный пар с абсолютным давлением р1 поступает в дроссельный калориметр для определения его влажности. После дросселирования до давления р2 = 0.1 МПа температура пара становится равной t2. Какова влажность пара до дросселирования? Как возрастает удельная энтропия пара в дроссельном калориметре? Решение задачи проиллюстрировать в is-диаграмме. | |||||||
| Варианты | |||||||
| Вар 04 | Вар 14 | Вар 24 | Вар 34 | Вар 44 | |||
| Вар 54 | Вар 64 | Вар 74 | Вар 84 | Вар 94 | |||
| Вар 07 | Вар 17 | Вар 27 | Вар 37 | Вар 47 | |||
| Вар 57 | Вар 67 | Вар 77 | Вар 87 | Вар 97 | |||
| Задача № 21 |
|||||||
| Цена 1 Задачи - 100 руб (pdf) | |||||||
| В цилиндры двигателя внутреннего сгорания всасывается 200 кг атмосферного воздуха в час при давлении В = 745 мм рт. ст., температуре t и относительной влажности φ. Какое количество воды всасывается двигателем в час? | |||||||
| Варианты | |||||||
| Вар 05 | Вар 15 | Вар 25 | Вар 35 | Вар 45 | |||
| Вар 55 | Вар 65 | Вар 75 | Вар 85 | Вар 95 | |||
| Вопросы |
|||||||
| Цена за 2 Вопроса - 100 руб (pdf) | |||||||
| Вопрос 1. Напишите уравнение состояния идеального газа. Поясните физический смысл газовой постоянной. Как определяют ее значение для газов? Вопрос 20. Каково влияние начальных и конечных параметров пара на термический КПД основного цикла паросиловых установок (цикла Ренкина)? Ответ иллюстрируйте в is диаграмме. |
|||||||
| Файл ОТВЕТА | |||||||
|
Вопрос 2. Какова связь между массовой, мольной и объемной теплоемкостями газа? Что такое истинная и средняя теплоемкость? |
|||||||
| Файл ОТВЕТА | |||||||
|
Вопрос 3. Дайте определение внутренней энергии реального и идеального газов. Как найти изменение внутренней энергии идеального газа? |
|||||||
| Файл ОТВЕТА | |||||||
| Вопрос 4. Покажите, как определяется работа в обратимых термодинамических процессах аналитически и графически в PV-диаграмме. Вопрос 17. Изобразите в pv- и Ts-диаграммах термодинамические процессы, протекающие в компрессорах. Почему изотермический процесс сжатия газа в процессах является энергетически более выгодным, чем политропный при n > 1. |
|||||||
| Файл ОТВЕТА | |||||||
| Вопрос 5. Приведите формулировку Первого закона термодинамики. Напишите аналитическое выражение этого закона для основных термодинамических процессов. Вопрос 16. Опишите Id − диаграмму влажного воздуха. Каковы простейшие случаи ее применения? |
|||||||
| Файл ОТВЕТА | |||||||
| Вопрос 6. Как изменяется температура газа при изобарном и адиабатном расширении? Проиллюстрировать ответ графиками процессов в PV и TS диаграммах. Вопрос 15. Что называется влажным воздухом? Дайте определение влагосодержания, относительной влажности воздуха и температуры точки росы. |
|||||||
| Файл ОТВЕТА | |||||||
| Вопрос 7. Что такое энтальпия газа и как определяется изменение энтальпии идеального газа в каком-либо термодинамическом процессе? Вопрос 14. В чем сущность процесса дросселирования и как практически осуществляется этот процесс? Как условно изображается процесс дросселирования в is-диаграмме? |
|||||||
| Файл ОТВЕТА | |||||||
| Вопрос 8. Что называется энтропией рабочего тела? Как определяется изменение энтропии идеального газа в термодинамическом процессе? Вопрос 13. Дайте определение процесса истечения газов и паров. По каким формулам подсчитываются скорость и массовый расход рабочего тела при адиабатном истечении? |
|||||||
| Файл ОТВЕТА | |||||||
| Вопрос 9. Изобразите в pv - и TS координатах идеальный прямой цикл Карно. Вопрос 12. Изобразите процесс адиабатного расширения пара и адиабатного дросселирования пара в is – диаграмме. |
|||||||
| Файл ОТВЕТА | |||||||
| Вопрос 10. В чем состоит содержание Второго закона термодинамики? Приведите основные формулировки этого закона (достаточно привести две формулировки). Вопрос 11. Опишите процесс парообразования в pv- и Ts-диаграммах. |
|||||||
| Файл ОТВЕТА |
Ссылка на пособие:
Задание на контрольную работу №1 с мет. указ.2013