Контрольная Теплотехника 6 задач, номер: 284013

081
ДИСЦИПЛИНА: ТЕПЛОТЕХНИКА
Задача № 1 (к теме 10 раздела 1)
Для теоретического цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно-изобарным подводом теплоты определить параметры состояния Р, v, Т характерных точек цикла, полезную работу и термический КПД по заданным значениям начального давления p1 и температуры t1 степени сжатия ε, степени повышения давления k и степени предварительного расширения ρ. Рабочим телом считать воздух, полагая теплоемкость его постоянной. Изобразить цикл ДВС в рv и Ts диаграммах. Сравнить термический КПД цикла с термическим КПД цикла Карно, проведенного в том же интервале температур t1-t4. Данные для решения задачи выбрать из таб. 1.
Данные: Р1= 98 кПа; t1= 30 °C; ε= 16; k= 1,5; ρ= 1,4.
Ответить на вопрос:
Как влияют параметры цикла (ε, k, ρ) на термический КПД?
Как влияют параметры цикла (ε, k, ρ) на термический КПД?
Ответ
Задача № 2 (к теме 7 раздела 2)
Определить поверхность нагрева стального рекуперативного воздушного теплообменника (толщина стенок δст= 3 мм) при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход воздуха при нормальных условиях Vн, средний коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности нагрева α1, от поверхности нагрева к воде α2= 5000 Вт/(м2 К), начальные и конечные температуры воздуха и воды равны соответственно t t1' , t1'' , t2' и t2'' . Определить также расход воды G через теплообменник. Изобразить график изменения температур теплоносителей для обеих схем при различных соотношениях их условных эквивалентов.
Указание: При решении задачи можно условно считать стенку плоской.
Данные: 10-3Vн= 20 м3/ч; α1= 60 Вт/(м2 К); t1' = 340 °С, t1'' = 140 °С, t2' = 50 °С, t2'' = 130 °С.
Ответить на вопросы:
1. Какая схема движения теплоносителя выгоднее?
2. Покажите (из рассмотрения формулы), какими способами можно увеличить коэффициент теплопередачи.
3. При каких значениях d2/d1 (близких к единице или гораздо больших единицы) цилиндрическую стенку можно в расчетах заменить без больших погрешностей плоской стенкой?
1. Какая схема движения теплоносителя выгоднее?
2. Покажите (из рассмотрения формулы), какими способами можно увеличить коэффициент теплопередачи.
3. При каких значениях d2/d1 (близких к единице или гораздо больших единицы) цилиндрическую стенку можно в расчетах заменить без больших погрешностей плоской стенкой?

По заданному топливу (Кузнецкий уголь Д (длиннопламенный)) и паропроизводительности D котельного агрегата выбрать тип топки и коэффициент избытка воздуха αт. Рассчитать теоретически необходимое количество воздуха для горения 1 кг (1 м3) топлива, составить тепловой баланс котельного агрегата и определить его КПД (брутто). Рассчитать часовой расход натурального и условного топлива (непрерывной продувкой пренебречь). Вид топлива, давление рn.п и температуру tn.п перегретого пара, температуру питательной воды tn.в и величину потерь теплоты с уходящими газами q2.
Указание. Состав топлива, рекомендации по выбору топки, величины отдельных членов теплового баланса взять из приложения, см. позиции 1 – 7.
Давление: D= 3,3 т/ч; рn.п= 0,7 МПа; tn.п= 200 °C; tn.в= 110 °C; q2= 6,8 %.
Ответить на вопросы:
1. От чего зависит коэффициент избытка воздуха в топке αт?
2. Как влияют на потерю теплоты с уходящими газами значения коэффициента избытка воздуха αyx и температура уходящих газов tyx?
Ответы на вопросы:
От чего зависит коэффициент избытка воздуха в топке αт?
Как влияют на потерю теплоты с уходящими газами значения коэффициента избытка воздуха αyx и температура уходящих газов tyx?
Задача № 4 (к разделам 3.1, 3.2, 3.4)

Определить суммарное теплопотребление сельского поселка, расположенного в Московской области, состоящего из т малоэтажных жилых зданий, с объемом здания V и числом жителей в здании N. Суммарное теплопотребление коммунально-бытовых и производственных зданий QΣк.б+пр.з животноводческой фермы QΣж.ф. Рассчитать максимальную теплопроизводительность котельной, выбрать тип и марку котлов и определить их количество.
Данные: m= 4; V= 2460 м3; N= 40 человек; QΣж.ф= 900 кВт; QΣк.б+пр.з= 1400 кВт.
Ответить на вопросы:
1. В каких случаях экономически оправдано централизованное теплоснабжение?
2. Какими достоинствами и недостатками обладает открытая система горячего водоснабжения?
1. В каких случаях экономически оправдано централизованное теплоснабжение?
2. Какими достоинствами и недостатками обладает открытая система горячего водоснабжения?
Задача № 5 (к теме 1, раздела 3.5)

Определить кратность вентиляции и подобрать калориферную установку для калориферов КФБ для свинарника на n голов со средней массой m кг. Объем помещения для животных V м3. Расчетные параметры наружного воздуха: температура tнр , относительная влажность φн. Параметры внутреннего воздуха: tв= 16 °C, φв= 75 %. Допустимое содержание CO2 в помещении 2,5 л/м3. Коэффициент, учитывающий испарение влаги с мокрых поверхностей ξ = 1,12. Расчетная температура наружного воздуха при проектировании вентиляции tнв = –23 °С. Концентрация углекислоты в наружном воздухе 0,4 л/м3. Температура нагретого воздуха на выходе из калорифера tк. Теплоноситель: перегретая вода, горячая c tг= 150 °С и обратная tо= 70 °C. Массовую скорость воздуха для калориферов принять равной 7 – 10 кг/(м2 с).
Данные: n= 280 голов; m= 140 кг; V= 1600м3; tнр = –32 °C, φн= 82 %;
tк= 26 °C.
Ответить на вопросы:
1. Что показывает кратность вентиляции?
2. Как увеличить коэффициент теплопередачи калориферов?
Таблица 9
Последняя
цифра
шифра , голов


Предпоследняя
цифра
шифра



1 280 140 1600 4 -32 86 18

Ответить на вопросы:
1. Что показывает кратность вентиляции?
2. Как увеличить коэффициент теплопередачи калориферов?
1. Что показывает кратность вентиляции?
2. Как увеличить коэффициент теплопередачи калориферов?
Задача № 6 (к разделу 3.7)
Определить количество испаренной влаги W, потребное количество влажного воздуха L и расход теплоты на сушку Q для конвективной зерносушилки производительностью G1s, если начальное значение относительной влажности зерна W01 и конечное W02 влагосодержание и температура воздуха на входе в сушилку d1 и t1 на выходе d2, и t2, температура наружного воздуха tо = 15°С. Изобразить процесс сушки в Hd диаграмме.
Данные: G1s= 1000 кг/ч; d1 = 0,006 кг/(кг с.в.); t1= 175 °C; d2= 0,046 кг/(кг с.в.); t2= 60 °C; W01= 25 %; W02= 15 %.
Ответить на вопрос:
1. Как и почему процесс, изображающий в Hd диаграмме подготовку смеси продуктов сгорания с воздухом, отличается от изображения процесса нагревания атмосферного воздуха в калорифере?
Определить количество влаги W, потребное количество 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 из сушилки, температура наружного воздуха t0 = 15˚С.
Изобразить процесс сушки в H – d диаграмме влажного воздуха.
Как и почему процесс, изображающий в Hd диаграмме подготовку смеси продуктов сгорания с воздухом, отличается от изображения процесса нагревания атмосферного воздуха в калорифере?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Хазен М.М., Матвеев Г.., Грицевский Ф.П. Теплотехника. – М.: Высшая школа, 1981. – 480 с.
2. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. – М.: Энергия, 1980. – 288 с.
3. Колчин А.И., Демидов В.П. Расчет автомобильных и тракторных двигателей: Учеб. пособие для вузов.– 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1980. – 400 с.