Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






К выполнению контрольной работы № 1




Задача № 1-7

Составлены по разделам технической термодинамики: смеси идеальных газов, теплоемкость, первый закон термодинамики и основные термодинамические процессы.

При решении этих задач могут быть использованы следующие формулы и выражения.

Массовая доля любого газа в смеси (отношение массы этого газа, входящего в смесь, к объему всей смеси)

gi = m i /mсм.

Объемная доля (отношение приведенного объема какого-либо газа, входящего в смесь, к объему всей смеси)

r i=V i /Vсм.

Для газовой смеси вводят понятие о так называемой средней (кажущейся) молекулярной массе смеси, значение которой определяется по выражениям:

-через объемные доли

-через массовые доли ,

где - молекулярная масса компонента, входящего в смесь.

Формулы пересчета состава смеси:

;

.

Газовую постоянную смеси идеальных газов Rсм можно определить через газовые постоянные отдельных компонентов Ri, входящих в смесь,

,

или через среднюю молекулярную массу смеси

Для определения парциального давления отдельного компонента pi, входящего в смесь, служат формулы:

pi=rip

и ,

где р – общее давление смеси газов.

В зависимости от выбранной количественной оценки единицы вещества различают мольную теплоемкость , Дж/ (кмоль´К), массовую – сm, Дж/ (кг´К), и объемную - , Дж/ (м3´К). Объемную теплоемкость относят к 1 м3 при нормальных физических условиях р0 =101325 Па (760 мм рт. ст.), T = 273,16 К (t0 = 0°C). Эти значения теплоемкости связаны между собой следующими зависимостями:

,

где m - молекулярная масса газа,

р 0 – плотность газа при нормальных физических условиях, кг/м3.

Мольная, массовая и объемная теплоемкость могут быть при постоянном давлении ср и при постоянном объеме сv.

Отношение теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме называют показателем адиабаты и обозначают буквой k.

.

Теплоемкость газа зависит от его температуры. В приближенных расчетах часто пренебрегают этой зависимостью, т.е. считают теплоемкость газов одинаковой атомности величиной постоянной. Значения мольных теплоемкостей и показатель адиабаты некоторых газов приведены в таблице 3.

 

Таблица 3 - Значения мольных теплоемкостей и показатель адиабаты газов

  Газы Теплоемкость кДж/ (кмоль´К)   k
v p
Одноатомные Двухатомные Трех- и многоатомные 12,56 20,93 29,31 20,93 29,31 37,68 1,67 1,40 1,29

 

Зависимость теплоемкости газов от температуры имеет криволинейный характер. В таблице 2 (см. приложение во II части задания) приведены средние мольные теплоемкости некоторых газов в пределах от 0°С до t. При пользовании этой таблицей в необходимых случаях производится интерполяция.

Для смесей идеальных газов массовая теплоемкость , объемная теплоемкость и мольная теплоемкость .

Для нахождения, например, средней мольной теплоемкости в пределах температур от t1 до t2 надо из соответствующей таблицы взять теплоемкость m1 и m2 - соответственно в пределах от 0° до t1 и от 0° до t2 (средние теплоемкости сопровождаются индексом «m»). Затем по выражению определить искомую теплоемкость.

Если в процессе участвует произвольная масса (m, кг) вещества, то количество теплоты в соответствующем процессе Q =m(cm2 t2 - cm1 t1).

В pv -диаграмме линия, изображающая политропный процесс, имеет уравнение pv n = const, где п – показатель политропы. Связь между основными параметрами рабочего тела в политропном процессе выражается следующими формулами:

 

р2/p1 = (v1/v1) n; T2/T1 = (v1/v2) n-1; T2/T1 = (р21) .

Для адиабатного процесса в этих формулах показатель п заменяется показателем k = cp/cv.

Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии – не зависят от характера процесса и при постоянной теплоемкости 1 кг идеального газа подсчитывается по формуле:

 

u2 – u1 = cv (t2 – t1);

i2 - i1 = cp (t2 – t1);

s2 – s1 = c ln T2/T2.

В последнем выражении с – теплоемкость соответствующего процесса. Для политропного процесса теплоемкость .

Удельная работа политропного процесса:

 

.

В изотермическом процессе по первому закону термодинамики теплота равна работе процесса и может быть определена по формуле:

 

Q = L = mR T = mR T .

 

В этом процессе изменение удельной энтропии:

, где .

В адиабатном процессе удельная работа равна изменению внутренней энергии с обратным знаком:

 

l=u1 –u2=cv (t1 – t2).

 

Задачи № 8-15

Задачи решаются при помощи is -диаграммы водяного пара, практическая часть которой состоит из двух областей. Ниже пограничной кривой сухого насыщенного пара (степень сухости х =1) будет область влажного насыщенного пара (0< х < 1), выше – область перегретого пара. Поэтому, когда в задаче требуется определить состояние пара, то нужно показать, в какой области диаграммы находится точка данного состояния пара. В is -диаграмме в области влажного пара соответствующие изобара и изотерма совпадают и изображаются одной линией, так как в этой области определенному давлению соответствует определенная температура насыщения. В области перегретого пара изотермы отклоняются от изобар вправо, асимптотически приближаясь к горизонтальной линии.

Удельная внутренняя энергия пара u = i - pv (здесь необходимо обратить внимание на соответствие размерностей всех величин).

Удельная теплота в изобарном процессе равна изменению энтальпии в этом процессе, т.е. q=i2-i1. В изотермическом процессе q = T (s2 – s1).

В обратимом адиабатном процессе изменения состояния пара, протекающем при постоянном значении энтропии, удельная работа процесса l = u1 – u2 = (i1-p1v1) – (i2-p2v2).

Процесс дросселирования пара условно изображается линией постоянной энтальпии.

 

Задачи № 16 и 17

 

Задачи решаются при помощи Id -диаграммы для влажного воздуха. Так как количество влаги (пара) во влажном воздухе, отнесенное к 1 кг сухого воздуха, выражается величиной, называемой влагосодержанием d, то количество выделившейся воды из влажного воздуха в процессе будет равно разности влагосодержаний в этом процессе. Аналогично, теплота в процессах с изменением энтальпии влажного воздуха равна изменению энтальпии.

В задаче № 17 надо определить массу воздуха, всасываемого в компрессор, из уравнения состояния

m= p V/RT

 

Задачи № 18-22

Задачи составлены на процессы истечения и дросселирования газов и паров. Процесс истечения принимается без теплообмена, т.е. адиабатным, для которого в указаниях к задачам 1-7 приведены формулы, связывающие основные параметры идеального газ, и неразрывным (сплошным), когда соблюдается равенство (уравнение неразрывности)

M v = fc,

 

где М – массовый расход газа или пара, кг/с;

v – удельный объем газа или пара, м3/кг;

f – площадь данного сечения сопла, м2;

с – скорость потока в рассматриваемом сечении, м/с.

Из этого равенства можно определить массовый расход или площадь ечения сопла.

Если адиабатное истечение газа или пара происходит при отношении давлений р21 больше критического значения (p21)кр, то принимают суживающее сопло. В этом случае теоретическая скорость истечения определяется по формуле, м/с,

.

 

В этих формулах величины р , v и R имеют соответственно следующие единицы измерения: Па, м3/кг и Дж/ (кг*К).

Для водяного пара скорость истечения определяют по формуле:

 

с2 = 44,76 ,

 

где i1 и i2 соответственно энтальпии, кДж/кг, пара в начале и в конце адиабатного процесса истечения, определяемые по is -диаграмме.

Критическое отношение давлений для двухатомных газов, в том числе для воздуха (k = 1,4), равно 0,528, а для перегретого водяного пара – 0,546.

Если истечение происходит при p2 p2< (p2 p2)кр, то применяют расширяющееся сопло Лаваля, где скорость в выходном сечении сопла достигает сверхкритических (сверхзвуковых) значений. В этом случае скорость на выходе из сопла определяется по вышеприведенным формулам, а критическая скорость при минимальном сечении для двухатомных газов по формуле или .

Для перегретого пара в минимальном сечении сопла в конце адиабатного проса расширения пара до критического давления ркр=0,546 р1 определяется по is -программе. Площадь минимального сечения Лаваля может быть определена из уравнения неразрывности потока , где для газов.

Величина v кр может быть определена и по is -диаграмме. Так как в процессе адиабатного дросселирования газа или пара энтальпия не изменяется, то линия, изображающая условно этот процесс в is -диаграмме, будет параллельна оси s.

 

Задачи № 23 и 24

Для двухступенчатого компрессора необходимо определить степень сжатия в каждой ступени . Теоретическая мощность (кВт) одноступенчатого и каждой ступени двухступенчатого компрессора при политропном сжатии определяется по формуле

.

 

где n – показатель политропы сжатия;

р1 абсолютное давление в процессе всасывания, кПа;

V1 подача компрессора при условиях всасывания, м3/с.

Теоретическая мощность (кВт) при изотермическом сжатии .

Задачи № 25 – 28

Вычерчивается цикл в pv - и Ts -диаграммах с обозначением всех переходных точек цикла. Так как в теоретических циклах поршневых двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установках процессы сжатия и расширения с понижением давления являются адиабатными, то основные параметры в точках этих процессов могут быть определены из зависимостей между начальными и конечными параметрами адиабатного процесса (см. указания к задачам 1-7).

В задачах 25 и 26 неизвестные значения температур в соответствующих точках процесса определяются из формулы теплоты данного процесса. В ряде точек цикла неизвестный параметр состояния рабочего тела находится из уравнения состояния идеального газа. Если в данной задаче определены термический КПД и удельная полезная работа l0, то удельное количество приведенной теплоты в цикле , а отведенной – q2=q1 – l0.

Задачи № 30 и 31

Термический КПД теоретического паросилового цикла (цикла Ренкина)

 

,

 

где i1 - энтальпия пара в начале адиабатного процесса расширения пара в паровом двигателе (точка 1). Значение i1 определяется по is-диаграмме по заданным начальным параметрам пара (см. рис. 1);

i2 - энтальпия пара в конце адиабатного процесса расширения пара (точка 2 находится на пересечении линии расширения s1 =const с изобарой р2 заданного давления в конденсаторе, рис. 1);

- энтальпия кипящей жидкости (конденсата) при заданном давлении в конденсаторе. Значение берется из таблицы 2 приложения в конце II части задания.

Для цикла с промежуточным (вторичным) перегревом пара

 

,

 

где i1 и i2 – начальное и конечное значения энтальпии пара в адиабатном процессе расширения его в первой ступени двигателя до давления р2;

i3 – энтальпия перегретого пара в промежуточном пароперегревателе до температуры t2 при давлении p2;

i4 – энтальпия в конце адиабатного расширения пара во второй ступени двигателя.

Значения i1 i2 i3 и i4 определяются по is- диаграмме.

ЗАДАНИЕ № 2

Раздел «ОСНОВЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ»

Студент выбирает контрольные вопросы и задачи из таблицы вариантов 4, а числовые данные к задачам – из соответствующих таблиц, которые приведены в конце задания.

Таблица 4- Варианты заданий

Задание Последняя цифра шифра
                   
Номера контрольных вопросов                    
Номера контрольных задач                    

 

 

Контрольные вопросы

1. Объясните физическую сущность трех основных способов переноса теплоты.

2. Сформулируйте закон теплопроводности Фурье. Дайте пояснение к понятиям «плотность теплового потока» и «температурный градиент».

3. Изобразите графически характер распределения температуры по толщине плоской трехслойной стенки для стационарного теплового режима при следующих соотношениях между коэффициентами теплопроводности материала каждого слоя:

l1>l2>l3;

l1=l2<l3.

Напишите соответствующие соотношения для перепадов температур ∆ti в отдельных слоях, приняв их толщины одинаковыми.

4. Дайте определение коэффициентов теплопроводности, теплоотдачи и теплопередачи.

5. Стенка теплообменной поверхности парового котла омывается с одной стороны горячими газами, а с другой – кипящей водой. Почему температура поверхности с одной стороны воды значительно меньше отличается от температуры воды, чем от температуры газов?

6. Что такое термическое сопротивление цилиндрической стенки и как оно определяется для многослойной стенки?

7. Какую роль играет вязкостный подслой в конвективном теплообмене при турбулентном течении жидкости около стенки?

8. В чем сущность подобия физических процессов? Приведите основные критерии теплового подобия.

9. Для определения коэффициента теплоотдачи при турбулентном течении жидкости в трубах используется следующая критериальная формула:

 

Nuж=0.021 Reж0.8 Pr ж0.43 (Prж/ Prст)0,25 Сt

 

Используя указанную формулу, поясните, как изменяется коэффициент теплоотдачи, если при заданном расходе теплоносителя трубу с внутренним диаметром d заменить двумя трубами вдвое меньшего диаметра. Прочие условия оставить неизменными.

10. Для определения коэффициента теплоотдачи при ламинарном течении жидкости в каналах используется следующая критериальная формула:

Nuж=0,15 Reж0,33 Pr ж0.43Gr ж0,1 (Prж/ Prст)0,25 Сt

Поясните, влияние какого фактора на теплообмен учитывают в этой формуле критерии Gr ж и Prст .

11. Среднее значение критерия Нуссельта при поперечном обтекании газами коридорного пучка труб определяется (при Re > 4*103) по следующей критериальной формуле:

Nu=0.177Re0.64Cz

Поясните, используя указанную формулу, каково влияние скорости и диаметра труб на средний коэффициент теплоотдачи. Что учитывает в формуле коэффициент Cz?

12. Средний коэффициент конвективной теплоотдаче при свободном движении теплоносителя около горизонтальной трубы определяется на основании следующей критериальной зависимости:

 

Nuж=0,51(Gr ж Prж)0,25 (Prж/ Prст)0,25 .

 

Поясните критерии, входящие в указанную зависимость. Влияние какого фактора учитывается сомножителем (Prж/ Prст)0,25? В каком виде можно представить эту формулу для воздуха?

13. каково влияние отдельных факторов на коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации пара на горизонтальных и вертикальных трубах?

14. Плотность теплового потока q, Вт/м2, при пузырчатом кипении воды в большом объеме (для р<3´106 Па) в условиях свободной конвекции можно определить по следующей формуле:

q = 0.145 ∆t3.33p0.5,

 

где ∆t – температурный напор; ∆t = tн – tст;

р – давление, Па.

Напишите формулу, связывающую коэффициент теплоотдачи a с плотностью теплового потока q и давлением р.

15. В чем заключается опасность наступления пленочного режима кипения?

16. В чем особенности излучения и поглощения лучистой энергии газами?

17. Дайте определение рекуперативного, регенеративного и смесительного теплообменников.

18. В каком случае изменение температуры греющего теплоносителя в теплообменнике будет больше, чем нагреваемого, и в каком меньше?

19. Укажите преимущества и недостатки противоточной и прямоточной схем движения теплоносителей в теплообменниках.

20. На каких основных уравнениях базируется тепловой расчет теплообменных аппаратов? В чем сущность проектного и поверочного тепловых расчетов?

ЗАДАЧИ

Задача № 1

Стенка холодильника, состоящая из наружного слоя изоляционного кирпича толщиной d1=250 мм и внутреннего слоя совелита толщиной d2=100 мм, имеет температуру наружной поверхности t1ст и внутренней t3ст. Коэффициенты теплопроводности материала слоев соответственно равны: l1 = 0,14 Вт/(м´К) и l2 = 0,097 Вт/(м*К). Определить плотность теплового потока через стенку и температурные градиенты в отдельных слоях. Представить графически распределение температуры по толщине стенки.

Задача № 2

По стальному паропроводу с внутренним диаметром d1 и толщиной стенки d1=8 мм протекает пар с температурой t1. Паропровод покрыт слоем изоляции толщиной d2, коэффициент теплопроводности которой l2 =0,1 Вт/(м´К). Температура окружающего воздуха t2 = 25°C. Коэффициенты теплоотдачи со стороны пара и окружающего воздуха соответственно равны: a1=200 Вт/(м´К),

a2=10 Вт/(м´К). Определить потери тепла ql на 1 пог. м паропровода, а также температуру наружной поверхности изоляции. Коэффициент теплопроводности стали l1 принять равным 35 Вт/(м´К).

Задача № 3

Коэффициент теплопередачи через наружное ограждение (стену) помещения k, коэффициент теплоотдачи от воздуха внутри помещения к поверхности стены a1. Определить, на сколько градусов изменится температура внутренней поверхности стены, если температура наружного воздуха понизится на 30°C, а температура воздуха внутри помещения уменьшится на 5°C.

Задача № 4

Теплопровод покрыт двумя слоями изоляции, имеющими одинаковую толщину d. Средний диаметр второго слоя dm2 в п раз больше среднего диаметра первого слоя dm1 , а коэффициент теплопроводности второго слоя в п раз меньше коэффициента первого слоя. Насколько процентов изменится потеря тепла (линейная плотность теплового потока qt, Вт/пог. м), если при неизменных температурах наружной и внутренней поверхностей слои изоляции поменять местами?

Задача № 5

До какого предельного значения можно понизить температуру воздуха в помещении, чтобы температура внутренней поверхности стены осталась не ниже t1ст при температуре наружного воздуха t2 = -30°C, если толщина стены dст, коэффициенты теплопроводности стены lст, а коэффициенты теплоотдачи с внутренней и наружной сторон соответственно a1=9 Вт/(м´К)и a2=20 Вт/(м´К)?

 

Задача № 6

По стальному неизолированному трубопроводу диаметром 76х4 мм течет холодильный агент, температура которого t2=-20°C. Температура воздуха в помещении, где проходит трубопровод, t1=20°C. Коэффициент теплоотдачи со стороны воздуха a1=10 Вт/(м´К), со стороны холодильного агента a2=1000 Вт/(м´К). на сколько процентов снизится потеря холода, если трубопровод покрыть слоем изоляции с коэффициентом теплопроводности l2 толщиной d2?

 

Задача № 7

Определить потери тепла через кладку камеры сгорания толщиной dст=0,4 м, площадью F=8 м. кладка выполнена в виде плоской стенки из шамотного кирпича, коэффициент теплопроводности которого lст, Вт/(м´К), связан с температурой зависимостью lст=0,84+0,0006t.

Температура газов в камере сгорания t1, температура холодного воздуха t2=25°С. Коэффициенты теплоотдачи со стороны газов и воздуха соответственно a1 и a2.

Задача № 8

Какова толщина этого слоя изоляции паропровода, если при температуре ее внутренней поверхности t1ст наружная поверхность диаметром d2 имеет температуру t2ст=50°С? Коэффициент теплопроводности изоляции l=0,1 Вт/(м´К). коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к окружающему воздуху a2=15 Вт/(м´К). температура воздуха t2=20 °С.

Задача № 9

Плоская стальная стенка толщиной dст=10 мм омывается с одной стороны дымовыми газами с температурой t1 = 900°С, а с другой стороны - водой с температурой t2 = 250°С. Коэффициенты теплоотдачи со стороны газов и со стороны воды соответственно a1 и a2. коэффициент теплопроводности материала стенки lст= 50 Вт/(м´К). определить плотность теплового потока через стенку и температуру ее поверхностей со стороны газов и воды для случая чистой стенки, а также для случая, когда она покрыта слоем накипи с коэффициентом теплопроводности lи=1,2 Вт/(м´К) толщиной dи. Для обоих случаев показать графически распределение температуры по толщине стенки.

Задача № 10

Голый металлический провод диаметром d = 4 мм имеет температуру поверхности tст=95°C. Активное электрическое сопротивление провода r = 4´10-3 Ом/м. Коэффициент теплоотдачи от поверхности воздуха к окружающему воздуху a. Температура воздуха tв. Какой будет температура поверхности этого провода под слоем изоляции толщиной d = 3 мм с коэффициентом теплопроводности l при неизменном токе и прочих равных условиях? Определить также максимальное значение тока в изолированном проводе, если первоначальную температуру провода считать предельно допустимой. Дайте объяснение полученным результатам.

Задача № 11

Определить требуемые значения кинематического коэффициента вязкости v м и скорости течения жидкости w м в модели в которой исследуется теплообмен при вынужденной конвекции. Коэффициент теплопроводности жидкости в модели ам = 0,8´10-6 м2/с. В образце, представляющем собой канал с эквивалентным диаметром d0, протекает воздух со средней скоростью w 0. определяющая температура воздуха t0, давление р0 = 0,25 МПа. геометрические размеры модели в пять раз меньше размеров образца.

Задача № 12

Определить значение коэффициента теплоотдачи при течении воздуха по цилиндрической трубе диаметром d = 40 мм. Средняя температура воздуха tв давление р = 0,3 МПа, расход G. Относительная длина трубы l/d>50.

 

Задача № 13

По трубе с внутренним диаметром d = 50мм течет вода со средней скоростью w. Средняя температура воды tж температура стенки трубы tст постоянно. Определить среднее значение коэффициента теплоотдачи и количество передаваемого в единицу времени тепла (линейную плотность теплового потока, Вт/м), если относительная длина трубы l/d>10.

 

Задача № 14

Определить среднее значение коэффициента теплоотдачи при поперечном обтекании пучка коридорно расположенных труб диаметром d = 20 мм, если средняя определяющая скорость воздуха в пучке w, средняя температура воздуха tв. Какова средняя линейная плотность теплового потока в пучке ql , если температура поверхности трубы tст постоянна и равна 100°С? Поправкой на число рядов труб пренебречь.

 

Задача № 15

По трубе диаметром d = 40 мм движется воздух при давлении р = 0,1 МПа. Расход воздуха G, температура воздуха на входе . Какой должна быть длина этой трубы, имеющей температуру стенки tст = 100°С, чтобы температура воздуха на выходе была ?

 

Задача № 16

По цилиндрическому каналу диаметром d = 14 мм движется вода. Расход воды g, ее температура на входе . На каком расстоянии от входа средняя по сечению температура воды достигнет , если температура внутренней поверхности канала tст = 100°С постоянна?

 

Задача № 17

Найти среднее значение коэффициента теплоотдачи при пленочной конденсации сухого насыщенного водяного пара давлением р около горизонтальной трубки (диаметром d = 0,02 м и длинной l = 0,8 м), имеющей температуру поверхности tст. Какое количество указанных трубок потребуется для конденсации 500 кг пара в час?

Задача № 18

Горизонтальный трубопровод с наружным диаметром d = 0,2 м, длиной l = 20 м имеет температуру поверхности tст, степень черноты поверхности . Определить количество тепла, которое отдает трубопровод в окружающую среду излучением и конвекцией, кВт (в условиях свободно движения воздуха), если температура воздуха t2 = 20°С. Как изменится суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и излучением (отношение суммарного теплового потока к разности температур поверхности и среды), если при прочих неизменных условиях путем специального покрытия уменьшить степень черноты поверхности до ?

Задача № 19

Трубопровод диаметром d1 =150 мм, имеющий температуру поверхности t1 и степень черноты = 0,75, окружен цилиндрическим экраном диаметром d2, обе поверхности которого имеют степень черноты .

Определить потери тепла излучением на 1 пог. м трубопровода при температуре окружающей среды t2 = 17°С, приняв ее поглощательную способность равной единице. На сколько процентов будут больше указанные потери при тех же условиях для трубопровода без экрана?

Задача № 20

Для измерения температуры движущегося с относительно небольшой скоростью горячего воздуха в канале установлена термопара, показание которой tт. какова действительная температура воздуха, если коэффициент теплоотдачи от потока воздуха к спаю a, степень черноты спая = 0,85, а температура стенок канала tст?

 

Задача № 21

Определить температуру поверхности трубы с наружным диаметром d, если линейная плотность результирующего потока излучением от нее составляет q1, а интегральная степень черноты поверхности , Температура окружающего воздуха tв = 27°С.

 

Задача № 22

Определить расход греющего пара и требуемую площадь теплообменной поверхности пароводяного подогревателя для подогрева Gw воды =20°С до = 80°С.. давление греющего пара р, степень сухости х. Поверхность нагрева теплообменника состоит из остальных труб: dи = 30 мм; dви = 24 мм; l =50 Вт/(м´К). Коэффициент теплоотдачи от конденсирующего пара к стене a1 = 5000 Вт/(м2´К), от стенки к воде a2 = 6000 Вт/(м2´К). температуру конденсата на выходе из теплообменника принять равной температуре насыщения, соответствующей давлению р. Тепловыми потерями пренебречь.

 

Задача № 23

Определить температуру масла на выходе из масляного холодильника тепловоза на основании следующих данных:

площадь теплообменной поверхности холодильника F = 80 м2;

расход охлаждаемого масла Gм = 20 кг/с;

расход охлаждающей воды Gw = 30 кг/с;

температура воды на входе в холодильник ;

температура масла на входе в холодильник = 85°С;

коэффициент теплопередачи k;

удельная теплоемкость масла см = 2,2 кДж/(кг´К).

Схема движения теплоносителей противоточная.

 

Задача № 24

Определить требуемую площадь теплообменной поверхности охладителя надувочного воздуха дизеля на основании следующих данных:

температура воздуха на охладитель = 105 °С;

температура воздуха на выходе из охладителя = 55°С;

расход воздуха Gв;

коэффициент теплопередачи k = 100 Вт/ (м2´К).

Схемы движения теплоносителей:

а) противоточная;

б) прямоточная.

 

Задача № 25

В рекуперативном прямоточном теплообменнике температура греющего и нагреваемого теплоносителей равна: а) на входе в теплообменник = 100°С, = 20°С; б) на выходе из теплообменника , . Расход греющего теплоносителя Gl, теплоемкость с1 = 4,2 кДж/(кг´К). Площадь теплообменной поверхности теплообменника F = 15 м2. Определить средний коэффициент теплопередачи k при заданной схеме движения теплоносителей. На сколько процентов увеличится количество передаваемого тепла, если при неизменных температурах теплоносителей на входе в теплообменник его площадь поверхности теплообмена будет в два раза больше, т.е. 30 м2? Значение коэффициента теплопередачи считать неизменным.

 

Таблица 5 - Числовые значения к задачам контрольной работы № 2

Задача Величины Предпоследняя цифра шифра
                   
                       
  t1ст,°С t3ст,°С   -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1    
  d1, мм d2, мм t1ст,°С                    
  k, Вт/ (м2´К) a1, Вт/ (м2´К) 0,86 6,9 0,90 7,2 0,94 7,6 1,00 8,0 1,20 9,6 1,24 10,0 1,30 10,4 1,34 10,8 1,40 11,2 1,60 12,8
  п 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3
  t1ст,°С dст, м lст, Вт/ (м´К) 0,37 1,10 0,41 1,04 0,40 0,87 0,50 0,92 0,39 0,58 0,42 0,50 0,48 0,44 0,61 0,40 0,70 0,30 0,92 0,19
  l2, Вт/ (м´К) d2, мм   0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12 0,13 0,14
  t1,°С a1, Вт/ (м2´К) a2, Вт/ (м2´К)                    
  t1ст,°С d2, мм                    
  a1, Вт/ (м2´К) a2, Вт/ (м2´К) dн, м                      
  tв a2, Вт/ (м2´К) dн, м                      
  w 0, м/с t0,°С d0, мм                    
  tв,°С G, кг/ч                    
  w, м/с tж,°С tст,°С 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3
  w, м/с tв,°С 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5    
  G×103, кг/с ,°С ,°С                    
  G, кг/ч ,°С ,°С                    
  р, МПа tст,°С 0,005 0,010 0,025 0,050 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
  tст,°С 0,30 0,28 0,26 0,25 0,24 0,22 0,20 0,16 0,12 0,10
  t1,°С d2, мм 0,30 0,28 0,26 0,24 0,22 0,20 0,18 0,15 0,12 0,10
  tт,°С tст,°С a, Вт/(м2´К)                    
  d, м ql, кВт/пог. м 0,20 3,90 0,30 0,25 5,70 0,35 0,30 7,82 0,40 0,35 10,3 0,45 0,40 13,0 0,50 0,38 14,3 0,55 0,32 12,4 0,60 0,28 11,8 0,65 10,1 0,70 0,18 8,78 0,75
  G w, т/ч р, МПа х 0,10 0,90 0,15 0,92 0,20 0,93 0,25 0,94 0,30 0,95 0,35 0,96 0,40 0,97 0,45 0,98 0,50 0,99 0,60 1,00
  ,°С k, Вт/(м2´К) 1,00 1,0 1,10 1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,45
  Gв, кг/с ,°С 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0
  ,°С ,°С G1, кг/с 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4

 

 






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных