Контрольная работа по дисциплине «ТЕПЛОТЕХНИКА» ФГБОУ ВПО «СПбГТЭУ»

В пищеварочный котёл типа КПП (котёл пищеварочный паровой), ёмкостью Vм³, загружены продукты, состав которых задан массовыми долями g_i. Коэффициент загрузки котла равен K₃. В пароводяную рубашку котла пар массой m_п подводится из производственной котельни по паропроводу через редукционный (понижающий) клапан. Давление пара в паропроводе равно P_o. После редукционного клапана давление пара устанавливается равным P₁, степень сухости - x₁. Вследствие затраты теплоты на процесс варки продукта, пар конденсируется, иконденсат удаляется из пароводяной рубашки.
Определить: ρ_см и C_см - среднюю плотность и среднюю массовую теплоёмкость рабочей смеси; m_i - массу загружаемых продуктов в отдельности; r_i - объёмные доли загружаемых продуктов; υ_i, T_i - параметры состояния пара в пароводяной рубашке котла; i₁ - энтальпию пара в пароводяной рубашке котла; Q_п - количество теплоты отдаваемой на варку продукта; q_к - долю теплоты, теряемую с конденсатом. Исходные данные взять из таблиц 3.3 и 3.4 по последней и предпоследней цифрам шифра зачётной книжки.

Контрольные Вопросы:
5. Теплоёмкость газов, средняя и удельная теплоёмкости, зависимость теплоёмкости от температуры (1, с. 28–33).
15. Анализ изохорного процесса. Показатель процесса. Термодинамические соотношения. Графическая интерпретация в координатах. «P - V» и «T - S» (I, с. 89).

Начальное состояние m кг газа определяется параметрами P₁ и T₁. Газ изохорно нагревается до температуры T₂, а затем адиабатно расширяется до давления P₃.
Определить: параметры состояния газа в конце нагрева и адиабатного расширения; работу газа; изменение внутренней энергии; количество подведённой теплоты. Расчёт производится для обоих процессов. Найти суммарное изменение этих величин. Представить процессы газа в координатах PV и TS.

В поршневом компрессоре производительностью происходит сжатие воздуха начального давления Р₁ до конечного со степенью повышения давления в каждой ступени компрессора π. Начальная температура воздуха равна t₁. Сжатие воздуха в каждой ступени компрессора происходит по политропе с показателем n и охлаждением воздуха в промежуточном холодильнике до начальной температуры (в случае многоступенчатого компрессора).
Определить: параметры воздуха в каждой ступени компрессора в начале и конце сжатия (P,V,t); работу сжатия ℓ_сж, а также эффективную мощность привода N_e и работу ℓ_пр, затрачиваемую на привод компрессора. Изобразить процессы в PV и TS − диаграммах.

Используя диаграмму i – lgP для Фреона-13 определить параметры узловых точек компрессионной холодильной установки. Компрессор 2 всасывает из испарителя 1 перегретый пар при давлении P₁ и температуре t₁. Затем пар сжимается по адиабате 1-2 до давления P₂ и температуры Т₂ и подается компрессором в конденсатор 3, где превращается вначале в сухой насыщенный пар (процесс 2-2’), а затем полностью конденсируется (процесс 2’-3) при P₂ – const. Проходя через регулирующий (дроссельный) вентиль хладагент дросселируется до первоначального давления P₁, после чего поступает в испаритель, где отбирая тепло от охлаждаемых продуктов (процесс 3 - 4), испаряется при постоянном давлении P₁ и температуре t₄ (процесс 4-1’), и слегка перегретый до температуры t₁ (процесс 1’-1) снова поступает в компрессор.
Определить: работу цикла, полную холодо-производительность, холодильный коэффициент установки, тепловую нагрузку на конденсатор, работу и адиабатную мощность компрессора установки. Построить цикл в координатах pV и TS, с указанием численных значений параметров узловых точек цикла.