Теплофизика

Задачи по теплофизике

1. Манометр газового баллона показывает давление 0,9 МПа, столбик ртути в барометре имеет высоту 730 мм при температуре в помещении 30 °С. Определить абсолютное давление газа в баллоне в мегапаскалях.
Скачать решение по теплофизике задача 1

2. В сосуде вместимостью 0,4 м3 находится 0,8 кг газа. Определить его удельный объем, плотность и удельный вес в СИ.

3. Манометр парового котла показывает давление 15 кгс/см2. Показания ртутного барометра при температуре в котельной 25 °С составляют 750 мм рт.ст. Определить абсолютное давление в котле в технических атмосферах, в барах и в паскалях.

4. Пневматический пресс с диаметром поршня 0,4 м действует с силой 635000 Н. Определить абсолютное давление воздуха в цилиндре пресса в атмосферах, в барах и в паскалях, если барометрическое давление Во=745 мм рт. ст.
Скачать решение по теплофизике задача 4

5. Разрежение в газоходе котла измеряется при помощи тягомера с наклонной трубкой (рис. 1.2). Угол наклона трубки ф=30°. В качестве измерительной жидкости залит керосин с плотностью 0,8 г/см3. Определить абсолютное давление в газоходе котла в барах, паскалях, в технических атмосферах при отсчете по наклонной шкале трубки прибора L=220 мм и барометрическом давлении в котельной (приведенном к 0 °С) В0=740 мм рт.ст.

Измерение разрежения тягомером

Рис. 1.2 - Измерение разрежения тягомером
Скачать решение по теплофизике задача 5

6. Для определения давления газа к сосуду подключен U-образный ртутный манометр (рис.1.3). Высота столба ртути H1=500 мм. Над ртутью в правом колене находится вода. Высота водяного столба H2=200 мм. Барометрическое давление В0=742 мм рт.ст. Определить абсолютное давление газа в сосуде в миллиметрах ртутного столба и в барах.

 Измерение давления U- образным манометром Рис. 1.3. Измерение давления U- образным манометром
Скачать решение по теплофизике задача 6

7. В конденсаторе паровой турбины поддерживается абсолютное давление р=0,04 бар. Каковы будут показания вакуумметров, проградуированных в килопаскалях и в миллиметрах ртутного столба, если в одном случае показание барометра (приведенного к 0 С) составляет 735 мм рт. ст., а в другом − 764 мм рт.ст.?

Скачать решение по теплофизике задача 7

8. Манометр, установленный в открытой кабине самолета, находящегося на земле, и измеряющий давление масла в двигателе, показывает 6 кгс/см2 при показаниях барометра 752 мм рт.ст.
1) Каково абсолютное давление масла, выраженное в бар, кгс/см2, мм рт.ст., мм вод. ст.?
2) Каковы будут показания манометра в этих же единицах после подъема самолета на некоторую высоту, где атмосферное давление составляет 442,5 мм рт.ст., если абсолютное давление масла в двигателе остается неизменным? Ускорение свободного падения считать нормальным (g=9,81 м/с2), не зависящим от высоты подъема самолета. Плотность ртути и воды принять соответственно при 0 и 4 °С pHg= 13595 кг/м3, рН2О=1000 кг/м3.
Скачать решение по теплофизике задача 8

9. Определить абсолютное давление в воздухопроводе (рис. 1.4), если измерение давления ведется микроманометром. Длина трубки микроманометра, заполненная жидкостью, L = 180 мм. Трубка наклонена под углом = 30°, а рабочая жидкость - спирт с плотностью 0,8 г/см3. Показания барометра 0,1020 МПа. Давление определить в мегапаскалях, миллиметрах ртутного столба и в кгс/см2.

Измерение давления микроманометром

Рис. 1.4. Измерение давления микроманометром
Скачать решение по теплофизике задача 9

10. В баллоне вместимостью 0,9 м3 находится кислород при температуре 17 °С. Присоединенный к баллону вакуумметр показывает 600 мм вод. ст. Барометрическое давление Во=740 мм рт.ст. Определить массу газа в баллоне.
Скачать решение по теплофизике задача 10

11. Определить объем 1 киломоля идеального газа при нормальных физических условиях. Нормальные физические условия: р=760 мм рт.ст., t=0 °С.
Скачать решение по теплофизике задача 11

12. Определить удельный объем идеального газа кислорода О2 (32 кг/кмоль) при давлении 1 бар и температуре 20 °С.

13. При нормальных физических условиях идеальный газ имеет объем 5 м3. Какой объем займет газ при давлении 5 бар и температуре 265 °С? Нормальные физические условия: р=760 мм рт.ст., t=0 °С.

14. Абсолютное давление азота (N2) в жестком сосуде при комнатной температуре t=20 °С составляет р=2,2 МПа. В сосуде азот нагревается, причем известно, что предельное избыточное давление, при котором возможна безопасная работа сосуда, Ризб=6 МПа. Определить предельную допустимую температуру нагрева газа в сосуде. Газ считать идеальным, а атмосферное давлении В=0,1 МПа.
Скачать решение по теплофизике задача 14

15. Начальное состояние азота (N2) задано параметрами: t=200°С, v=l,9 м3/кг. Азот нагревается при постоянном давлении, при этом удельный объем его увеличивается в три раза. Определить конечную температуру азота, считая его идеальным газом.
Скачать решение по теплофизике задача 15

16. В жесткий резервуар вместимостью 3 м3 компрессором нагнетается азот (N2), избыточное давление в резервуаре повышается от 0,2 до 2,5 бар, а температура от 25 до 75 °С. Барометрическое давление Bо=750 мм рт.ст. Определить массу азота, поступившего в резервуар. Считать азот идеальным газом.
Скачать решение по теплофизике задача 16

17. В цилиндре с подвижным поршнем находится кислород при разрежении (вакууме), равном 42,7 кПа. Барометрическое давление составляет 745 мм рт. ст. При постоянной температуре кислород сжимается до достижения избыточного давления Ри= 1,2 МПа. Во сколько раз изменится объем кислорода?
Скачать решение по теплофизике задача 17

18. Дирижабль с мягкой оболочкой, наполненной водородом, при атмосферном давлении В=600 мм рт.ст. и t=2 °С должен иметь подъемную силу, обеспечивающую его горизонтальный полет, при общей массе груза 5000 кг (включая массу оболочки дирижабля без водорода). Определить объем оболочки дирижабля, считая воздух (М=28,96кг/кмоль) и водород идеальными газами.
Скачать решение по теплофизике задача 18

19. На сжатие 1 кг газа затрачено 500 кДж работы, при этом внутренняя энергия газа увеличивается на 350 кДж. Определить, подводится или отводится теплота к газу и ее количество.

20. На сжатие 1 кг газа затрачено 500 кДж работы, при этом внутренняя энергия газа увеличивается на 350 кДж. Определить, подводится или отводится теплота к газу и ее количество
Скачать решение по теплофизике задача 20

21. Мощность турбогенератора 200 МВт, а его КПД составляет 99 %. Охлаждение генератора производится водородом с теплоемкостью Ср=14,3 кДж/(кг-К). Считая, что вся теплота потерь отводится водородом, изобарно нагревающимся при прохождении через генератор на 30 °С, определить его секундный массовый расход.
Скачать решение по теплофизике задача 21

22 Какое минимальное количество охлаждающей воды при р=соnst следует подавать на колодки тормоза, если мощность двигателя 55 кВт, а 20% теплоты трения рассеивается в окружающей среде. Температура охлаждающей воды 10 С, а предельно допустимая температура воды на выходе 80 C, теплоемкость воды ср=4,187 кДж/(кг•C) принять постоянной.

Скачать решение по теплофизике задача 22

23 С помощью электронагревателя (рис.8.2) 10 кг воздуха изобарно нагреваются от температуры внешней среды t1=tос=20 °С до t2=700 °С. Температура нагревателя tнг=1000°С остается постоянной. Определить увеличение энтропии системы и потерю возможной работы – эксергии за счет необратимости этого процесса теплообмена. Cчитать cистему замкнутой изолированной, а воздух идеальным двухатомным газом с cр=const.

 Необратимый процесс теплообмена в T,S- диаграмме

Рис. 8.2. Необратимый процесс теплообмена в T,S- диаграмме

24. Двигатель работает по обратимому циклу Карно в интервале температур ti=300°С и t2=50°С и производит работу в 420 кДж. Определить термический КПД цикла и количество теплоты, сообщенное рабочему телу и отведенное от него.
Скачать решение по теплофизике задача 24

25. Холодильная установка работает по обратимому циклу Карно в интервале температур t1=20 °С и t2= -20 °С и затрачивает работу в количестве 100 кДж. Определить холодильный коэффициент цикла и его холодопроизводительность Q2
Скачать решение по теплофизике задача 25

26 Отопительная установка (тепловой насос) работает по обратимому циклу Карно в интервале температур t1=100 °С и t2=10 °С, затрачивая работу в количестве 100 кДж. Определить отопительный коэффициент цикла и его теплопроизводительность Q1.
Скачать решение по теплофизике задача 26

27. Определить термический КПД и работу цикла, изображенного на рис. 4.2, если рабочее тело представляет многоатомный идеальный газ с =29,7 кг/кмоль, а параметры цикла в характерных точках заданы величинами: Р1=1 бар, t1=27 °С, V4=0,5 м3, V1/V2= 2, Р3/Р2=4. Сравнить термический КПД этого цикла с КПД цикла Карно, работающего в интервале максимальной и минимальной температур данного цикла

Теплофизика рисунок к задача 27

Скачать решение по теплофизике задача 27

28. Электрический нагреватель мощностью 1 кВт , имея постоянную температуру 100 °С, обогревает помещение с температурой 20 °С в течение одного часа. Определить изменение энтропии данной системы, если температура в помещении за этот период не изменилась. Показать процессы передачи теплоты и увеличение энтропии системы в T-S-диаграмме.
Скачать решение по теплофизике задача 28

29. 100 кг льда с t1= -10 °С помещены в окружающую среду с tос=20 °С. Лед тает, и вода нагревается до температуры окружающей среды t2=toc. Давления льда и воды равны давлению окружающей среды и постоянны. Определить изменение энтропии Н2О и системы в результате этого процесса. Показать процессы передачи теплоты и изменение энтропии системы в T,S- диаграмме. В расчете принять постоянными следующие величины: удельную теплоту таяния льда =333 кДж/кг, удельную теплоемкость льда срл=2,03 кДж/(кг-К), удельную теплоемкость воды срж=4,187 кДж/(кг-К).

Теплофизика рисунок к задача 29

Скачать решение по теплофизике задача 29

30 В термосе находится 1 кг воды при температуре 100°С, температура окружающей среды 20°С. После открытия крышки термоса температура воды в нем снизилась до 50°С. Определите изменение энтропии данной системы, приняв изобарную теплоемкость воды постоянной и равной 4,187 кДж/(кг-К). Показать процессы в T, S-диаграмме.
Скачать решение по теплофизике задача 30

31. В бак, содержащий 20 кг воды с t1= 10 °С, вливается 15 кг воды с t2=80 °С. Считая бак адиабатной оболочкой, а процесс смешения изобарным с постоянной теплоемкостью воды сРн2о=4,19 кДж/(кг-К), определить возрастание энтропии системы за счет необратимости процесса смешения воды и потерю максимально возможной работы (эксергии) системы при температуре внешней среды 5 °С.
Скачать решение по теплофизике задача 31

32. Два куска льда массой по 1 кг каждый имеют температуру 0 С и давление 1 бар. Происходит механическое взаимодействие этих кусков друг с другом в виде трения, они взаимодействуют гладкими поверхностями без разрушения (рис. 8.5). На перемещение кусков затрачивается работа в количестве 100 кДж. Определить количество расплавившегося льда в результате такого взаимодействия и увеличение энтропии системы, если считать, что теплообмен с окружающей средой отсутствует. Изобразить этот процесс в Т,S- диаграмме. Принять удельную теплоту плавления льда равной 333 кДж/кг.

Теплофизика рисунок к задача 32

Скачать решение по теплофизике задача 32

33. В бак, где находится 20 кг льда при температуре 0 С, вливается 15 кг воды с температурой 80 оС (рис. 8.6). Давление воды и льда равно атмосферному давлению. Не учитывая теплообмена с внешней средой, определить изменение энтропии этой системы при переходе ее в равновесное состояние. Принять удельную теплоту плавления льда равной 333 кДж/кг, а теплоемкость воды срН2О=4,187 кДж/(кг•К).

Теплофизика рисунок к задача 33

34. Определить возрастание энтропии системы при диффузионном смешении азота (N2) и водорода (Н2) (рис. 4.6). Задано: V1=l м3; V2=2 м3; pi=p2=l бар; t1=t2=toc=30°С. Газы считать идеальными.

Теплофизика рисунок к задача 34

Скачать решение по теплофизике задача 34

35. Определить удельную эксергию в объеме идеального воздуха при t1=400 °С и p1 =10 бар, если окружающая среда имеет параметры: t =20 °С, рос=1 бар. Воздух считать идеальным двухатомным газом с =28,96 кг/кмоль.
Скачать решение по теплофизике задача 35

36. Определить удельную эксергию в объеме водяного пара при t1=300 °С и р1=10 бар, если окружающая среда имеет параметры: tос=20 °С, рос=1 бар.
Скачать решение по теплофизике задача 36

37. Определить эксергию источника теплоты с Т=500K=const, отдающего 100 кДж теплоты, если температура окружающей среды toc=20 °С. Показать эксергию в T,S- диаграмме.
Скачать решение по теплофизике задача 37

38. Определить эксергию источника теплоты в виде 1 кг водяного пара, изобарно охлаждающегося от p1=10 бар и tl=500 °С до температуры окружающей среды t2=toc=20 °С. Показать эксергию в T, S- диаграмме.
Скачать решение по теплофизике задача 38

39. Определить изменение энтропии системы и потерю эксергии источника теплоты с t1= 1500 °С =const, отдающего 1000 кДж теплоты другому телу с постоянной температурой t2=500°C=const, если температура окружающей среды toc=20°С.
Скачать решение по теплофизике задача 39

40. В водогрейном котле 100т воды изобарно нагревается от 12 до 120°С за счет теплоты изобарно охлаждающихся газов от 1500 до 200 °С, которые в дальнейшем выбрасываются через дымовую трубу в окружающую среду. Определить возрастание энтропии данной системы и потерю возможной работы (эксергии) за счет необратимости процесса теплообмена (ΔSТО, ΔЕТО) и за счет выброса уходящих газов в атмосферу с температурой tос=5 °С (ΔSУХ, ΔЕУХ). Процессы теплообмена и изменение энтропии системы показать в T,S- диаграмме. Принять постоянными изобарные теплоемкости газов ср=1 кДж/(кг•К) и воды срН2О=4,187 кДж/(кг•К).
Скачать решение по теплофизике задача 40

 

Курсовая работа по теплофизике

Задание на курсовой проект по теплофизике

Спроектировать трехкорпусную установку для концентрирования Gн водного раствора от начальной концентрации хн до конечной  хк  при

следующих условиях:

1. Обогрев производится насыщенным водяным паром давлением Рг1;

2. Давление в барометрическом конденсаторе Рбк;

3. Взаимное направление пара и раствора – прямоток;

4. Раствор поступает в первый корпус подогретым до температуры кипения.

 

Рассчитать теплообменник для подогрева сырья, поступающего в первый корпус,  до температуры кипения.

 Теплофизика исходные данные для курсового проекта

 Список литературы:

Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии (пособие по проектированию) М.: Альянс.-2008.

Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия.-1991.

  

Скачать курсовой по теплофизике(291.07 Кб) скачиваний524 раз(а)

 

   
Яндекс.Метрика Rambler's Top100