Контрольная Теплотехника вариант 3, номер: 138997

"Задача 1 (рис. 1)
Заданный газ в заданном количестве Gсодержится в цилиндре под поршнем, начальная высота газового объема под поршнем y1 за¬дана. Площадь поршня Fзадана. Поршень, давит на газ с постоянной заданной силой Р. Вследствие нагревания газа поршень выдвигается из цилиндра, и высота газового объема под поршнем становится рав¬ной y2.

Рисунок 1.
Определить:
L- работу газа, Дж; /
l- удельную работу газа, Дж/кг;
р - давление газа, Па;
V1V2- начальный и конечный объем газа м3;
vpv2- начальный и конечный удельные объемы газа, м3/кг
?2, ?2 - начальную и конечную плотность газа, кг/м3;
Т1 Т2- начальную и конечную температуру газа, К;
q- удельную теплоту, подведенную к газу, Дж/кг;
Q- теплоту, подведенную к газу, Дж;
?u - прирост удельной внутренней энергии газа, Дж/кг;
?U - прирост внутренней энергии газа, Дж;
?h - прирост удельной энтальпии, кДж/кг;
?Н - прирост энтальпии, кДж;
Представить графически процесс расширения газа в диаграм¬мах pvиpV, показать, как на диаграмме выражена работа lи L.
Числовые значения заданных величин выбрать из таблицы 2 в соответствии с шифром зачетной книжки студента.
Варианты исходных данных к задаче 1 контрольной работы № 1 от № шифра зачетной книжки студента
Таблица 1.

Параметры Последняя цифра шифра
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
G, кг 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
F, м2 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
P, кН 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y, м 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
y, м 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3
Предпоследняя цифра шифра
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
газ N2 CO Возд. Возд. CO N2 Возд. CO N2 Возд.


Задача 2
Задан (см. рис. 2) равновесный термодинамический цикл, со¬вершенный 1 кг газа и состоящий из двух адиабат с энтропиями s; = constи s2 = constи двух изобар с давлениями р, = 0,1 МПа, р2 = const(см. табл. 2). Температуры в узловых точках заданы(см. табл. 3).

Рисунок 2.
Таблица 2. Давление р2 (МПа) в зависимости от № шифра зачетной
книжки студента
Последняя цифра шифра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Р2, МПа 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1,0 1,05 1,1 1,15 1,2
Таблица 3.Температуры в узловых точках цикла А и D в
зависимости от № шифра зачетной книжки студента
Последняя цифра шифра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
tА ,
–10 –10 –9 –9 –8 –8 –7 –7 –6 –6
tБ ,
10 11 11 12 12 13 13 14 14 15
Требуется:
1. Определить температуры в узловых точках В и С при давле¬нии рг 2.
2. Для случая прямого цикла (ГТУ)* определить:
- теплоприток q1(количество подведенной теплоты) от топли¬ва к газу;
- ту часть энергии, поступившей к газу с теплопритоком qpко¬торая превращена в работу циклаlц;
- оставшуюся часть энергии, поступившей с теплопритоком q1 , обозначаемую как q0и отведенную в окружающую среду;
- термический КПД цикла.
3. Для случая обратного цикла (ВХМ)* определить:
- теплоприток от холодильной камеры к газу q2(удельная мас¬совая холодопроизводительность);
- теплоотток q0от газа в окружающую среду;
- работу lц , затраченную на совершение этого цикла приводом ВХМ;
- холодильный коэффициент цикла.
4. Изобразить схематично циклы ГТУ и ВХМ в ST-диаграмме.
По¬казать участки площади, выражающие:
- для ГПУ величины q1,lц,
- для ВХМ величины q2и 1в.
* ГТУ - газотурбинная установка, ВХМ - воздушная холодильная машина.



Задача 3
В кожухотрубном рекуперативном теплообменнике на наруж¬ной поверхности стальной горизонтальной трубки верхнего ряда кон¬денсируется пар (Н20 или NH3, см. табл. 4), внутри трубки протека¬ет охлаждающая вода.
Определить:
1. Коэффициент теплоотдачи а, от пара к наружной поверхности трубки.
2. Коэффициент теплоотдачи а2 от внутренней поверхности труб¬ки к воде (пренебречь влиянием начального участка трубы).
3. Термическое сопротивление RKтеплопередаче через цилиндри¬ческую стенку трубки.
4. Тепловой поток через стенку трубки на участке длиной 1 метр.
5. На сколько °С этот тепловой поток повысит температуру охлаж¬дающей воды, протекающей на участке трубки длиной 1 метр. Необходимые данные для решения задачи заданы в табл. 4,а также приведены в таблицах термодинамических и теплофизических свойств Н20 и NH3в состояниях жидкости на линии насыщения и сухого насыщенного пара (см. приложения к [3]).
Таблица 4Исходные данные к решению задачи в зависимости от № шифра зачетной книжки студента


параметры Последняя цифра шифра
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Наружный диа-метр трубы D, мм 14 18 22 25 38 25 25 25 38 38
Внутренний диа-метр трубы d, мм 12 17 18 22 33 20 20 20 32 32
Последняя цифра шифра
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Конденсирующийся насыщенный пар

Н20 (водяной пар)

NH3(амиак)
давление
р, кПа 2,34 857
Коэфф. теплопроводности стали
?, Вт/(мК) 40

Предпослед¬няя цифра шифра
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Средняя скорость воды в труб¬ке
W, м/с 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8
Средняя температура
t°C 14,5 14,5 15 15 15,5 15,5 16 16 16,5 16,5



Задача 4
Стенка толщиной ? с коэффициентом теплопроводности ?раз¬деляет две жидкости, 1 и 2, с разными температурами (см. рис. 3). Между этими жидкостями через стенку устанавливается стационар¬ный тепловой поток с плотностью q. Температура жидкостей – tж1 и tж2, температуры поверхности стенок со стороны жидкости 1 и жид¬кости 2 равны соответственно tc1и tc2, коэффициенты теплоотдачи равны ?1, и ?2. По какому закону теории теплообмена опреде¬лится q, если известны значения двух из указанных температур (см. табл. 5). Приведите формулу для расчета qи последовательность формул для расчета остальных температур.


Рисунок 3.
Таблица 5.Известные значения температур, °С, в зависимости от № шифра зачетной книжки студента

Последняя цифра шифра 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Известные значе¬ния температур tж1 tж1 tc2 tc1 tж2 tc2 tж2 tc1 tж2 tж1

tж2 tc1 tж2 tc2 tж1 tc1 tc2 tж1 tc2 tж2




"