10 Задачи по теплотехнике часть 1
Задача 1 (Теплотехника) Смешать 5л.азота и 1л кислорода. Сколько молекул азота приходится на одну молекулу кислорода
Скачать решение задачи 1 (Теплотехника) (цена 70р)
Задача 2 (Теплотехника) Содержание радиоактивного калия (порядковый номер 40) в природной смеси изотопов калия 0,0119 процентов, а остальная масса составляет калий (порядковый номер 39). Подсчитать среднюю атомную массу природного калия.
Скачать решение задачи 2 (Теплотехника) (цена 70р)
Задача 3 (Теплотехника) V1, м3, газа при абсолютном давлении p1 температуре t1°С расширяется до увеличения объема в e раз. Определить параметры конечного состояния газа, количество теплоты, работу, а также изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессах: а) изотермическом, б) адиабатном при k = 1,4; в) политропном при показателе политропы n=1,47. Принять cv=0,7 кДж/(кг*К) и Rг=290 Дж/(кг*К). Процессы изобразить (совместно) в pv - и Ts - диаграммах. Данные для расчета выбрать из табл. 5, по двум последним цифрам шифра.
Исходные данные:
V1 = 0,03 м3
e = 13
P1 = 6,7МПа
t1 = 2130°С
Скачать решение задачи 3 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 4 (Теплотехника) В изобарном процессе расширения к 1 кг водяного пара начального давления p1 и степени сухости x1 подводится q1, кДж/кг, теплоты. Определить, пользуясь hs - диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Изобразить процесс в pv - и Ts - диаграммах. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 6, по двум последним цифрам шифра.
Исходные данные:
P1 = 7 МПа
x1 = 0,92
q1 = 470 кДж/кг
Скачать решение задачи 4 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 5 (Теплотехника) Смесь, состоящая из киломолей азота и киломолей кислорода с начальными параметрами P1 = 1 МПа T1 = 1000К расширяется до давления P2. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем n. Определить газовую постоянную смеси, ее массу и начальный объем, конечные параметры смеси, работу расширения и теплоту, участвующую в процессе.
Дать сводную таблицу результатов и анализ ее. Показать процессы в рv- и Ts-диаграммах. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 1.
Указание. Показатель адиабаты, а следовательно, и теплоемкости Ср и Сv следует принять постоянными, не зависящими от температуры.
Дано:
M1 = 0,7
M2 = 0,3
P2 = 0,57 МПа
n = 0,8
Скачать решение задачи 5 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 6 (Теплотехника) 1 кг водяного пара с начальным давлением P1 и степенью сухости х, изотермически расширяется; при этом к нему подводится теплота q. Определить, пользуясь hs-диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Решить также задачу, если расширение происходит изобарно. Изобразить процессы в рv-, ТS- и hs-диаграммах.
Дано:
P1 = 6 МПа
x1 = 0,91
q = 470 кДж/кг
Скачать решение задачи 6 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 7 (Теплотехника) 1 кг воздуха совершает работу в обратном цикле Карно при температурах верхнего t1, и нижнего t2 источника тепла. Наивысшее давление составляет Р1, а наинизшее Р3. Определить параметры в характерных точках цикла, работу цикла L, количество подведенной теплоты q1 и отведенной q2 теплоты и термический КПД цикла. Показание адиабаты для воздуха принять равным k = 1,41. Изобразить цикл на pv и TS диаграммах
номер цифры
Дано
t1 = 1100 C
t2 = 200 C
P1 = 6 МПа
P3 = 0,11 МПа
Скачать решение задачи 7 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 8 (Теплотехника) m газа расширяется политропно с показателем политропы n от начального состояния с параметрами Р1 и t1 до конечного давления Р2. Определить теплоту Q1 работу L, изменение внутренней энергии , энтальпии и энтропии. Считаем, что с = const. Изобразить цикл на pv диаграмме без соблюдения масштаба
Дано
газ O2 (кислород)
m = 60 кг
n = 1
P1 = 0,4 МПа
t = 15 C
P2 = 2 МПа
Скачать решение задачи 8 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 9 (Теплотехника) Плоская стальная стенка толщиной б1 (λ1= 40 Вт/м*К) с одной стороны омывается газами; при этом коэффициент теплоотдачи равен a1. С другой стороны стенка изолирована от окружающего воздуха плотно прилегающей к ней пластиной толщиной б2 (λ2 = 0,40 Вт/м*К). Коэффициент теплоотдачи от пластины к воздуху равен a2. Определить тепловой поток q1 Вт/м2 и температуры t1, t2 и t3 поверхностей стенок, если температура продуктов сгорания tr, а воздуха - tв. Данные для решения задачи выбрать из табл. 5.
Исходные данные вар 2
б1 = 7 мм
a1 = 40 Вт/м2 •К
tr = 370°С
б2 = 14 мм;
a2 = 7 Вт/м2 •К
tВ = 20°С
Скачать решение задачи 9 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 10 (Теплотехника) Воздух течет внутри трубы, имея среднюю температуру tв, давление р1 = 1 МПа и скорость w. Определить коэффициент теплоотдачи от трубы к воздуху (α1), а также удельный тепловой поток, отнесенный к 1м длины трубы, если внутренний диаметр трубы d1, толщина ее б и теплопроводность λ1 = 20 Вт/(м*К). Снаружи труба омывается горячими газами. Температура и коэффициент теплоотдачи горячих газов, омывающих трубу, соответственно равны tr, α2. Данные, необходимые для решения задачи выбрать из табл. 6.
Исходные данные вар 2
tr = 600°С
w = 6 м/c;
α2 = 40 Вт/м2•К
tВ = 130°С
d1 = 60 мм
б = 4 мм;
Скачать решение задачи 10 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 11 (Теплотехника) В сосуде смесь воздуха и углекислоты. Объем сосуда V = 0,15 м3, количество воздуха М1 =2,5 кг, углекислоты М2 = 1,5 кг, температура смеси tМ = 20°С. Найдите парциальное давление компонентов Р1, газовую постоянную смеси Rсм, давление смеси Р.
Скачать решение задачи 11 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 12 (Теплотехника) Начальный объем воздуха V1 = 0,05 м3, с начальной температурой t1 = 570°С расширяется при постоянном давлении до объема V2 = 0,1 м3, вследствии сообщения ему теплоты Q = 516 кДж. Определить конечную температуру t2, давление газа Р, МПа в процессе и работу расширения L, кДж.
Скачать решение задачи 12 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 13 (Теплотехника) Начальное состояние пара характеризуется параметрами Р1 =1 МПа, х = 0,85. Какое количество тепла необходимо подвести к пару при постоянном объеме, чтобы температура пара возросла до t2 =300°С (приложение А)
Скачать решение задачи 13 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 14 (Теплотехника) Необходимо найти давление и объем в характерных точках цикла двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при Р – const, а также его термический КПД и полезную работу L (кДж). Построить цикл в координатах Р – v.
Дано
Р1 =0,11 МПа
e = 14
p = 1,2
d = 0,3м – диаметр цилиндра
S = 0,25м – ход поршня.
Рабочее тело воздух. Теплоемкость считать постоянной.
Скачать решение задачи 14 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 15 (Теплотехника) Определите низшую теплоту сгорания и объем воздуха, поступающего в топку для сжигания угля данного состава по рабочей массе. Коэффициент избытка воздуха а = 1,4, температура воздуха t = 20°C, часовой расход воздуха В = 450кг/ч. Cp= 32,8; Hp = 2,4; Op = 9,9; Np = 0,6; Sp = 2,9; Ap = 18,4, Wp = 33.
Скачать решение задачи 15 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 16 (Теплотехника) По известному массовому составу продуктов сгорания и их параметрам -давлению P1 и температуре t1 определите:
1. Среднюю молекулярную массу и газовую постоянную смеси.
2. Плотность и удельный объем при заданных и нормальных условиях.
3. Парциальное давление CO2
Исходные данные
Массовые доли компонентов смеси
m(CO2) =18,8
m (H2O) =13,6
m(N2) =67,6
t1 =175°С
P1 =1,1атм.
Скачать решение задачи 16 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 17 (Теплотехника) Сжатие воздуха в компрессоре происходит:
а) по изотерме;
б) по адиабате;
в) по политропе с показателем n.
Масса сжимаемого воздуха т, начальное давление 0,1 МПа, начальная температура степень повышения давления X. Определите величину теоретический работы и мощности компрессора, а также изменение внутренней энергии и энтропии при сжатии для всех вариантов процессов. Теплоемкость воздуха считать 0,723 кДж/(кгК) постоянной. Построите диаграмму процессов сжатия в координате Р-v, на одном графике.
Исходные данные
n = 1,26;
m = 50 кг;
Х = 6
t1 =30°С
Скачать решение задачи 17 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 18 (Теплотехника) Покажите сравнительным расчетом целесообразность одновременного повышения начальных параметров и снижения конечного давления пара для паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, определив термический КПД цикла и теоретический удельный расход пара для двух различных значений начальных параметров - давления и температуру t, конечного давления Р2 определите степени сухости пара Х2 в конце расширения в обоих случаях.
Покажите сравнительный анализ на диаграмме пара в координате T-S.
Исходные данные
P1 =60ат;
t1 =425°С
P2 =0,4ат;
P1/ =150ат;
t1/ =600°С;
P2/ =0,6ат;
Скачать решение задачи 18 (Теплотехника)
Задача 19 (Теплотехника) Наружная стена здания сделана из красного кирпича с коэффициентом теплопроводности λ=0,8Вт/(м2°С), толщина стены б. Температура воздуха в помещении - t1 наружного - t2. Определите, пренебрегая лучистым теплообменом, коэффициент теплопередачи, удельную потерю тепла через стенку и температуру обеих поверхностей стенки по заданным коэффициентам теплоотдачи с обеих сторон и
Исходные данные
б = 150мм;
t1 =28°С;
t2 =5 °С;
α1 =13 Вт/(м2°С);
α2 =35 Вт/(м2°С);
Скачать решение задачи 19 (Теплотехника)
Задача 20 (Теплотехника) Определите эффективную мощность 4-х тактного двигателя внутреннего сгорания Nэф по его конструктивным характеристикам, среднему индикаторному давлению P1, и механическому КПД. Какова теоретически будет мощность двухтактного двигателя с теми же параметрами?
Исходные данные
D = 100 мм;
S = 100 мм;
n = 2250 об/мин;
Z = 4;
Pa = 8,6 ат.;
nm = 0,84.
Скачать решение задачи 20 (Теплотехника)
Задача 21 (Теплотехника) Произвести теоретическое исследование одного из следующих циклов для 1 кг воздуха.
В процессе исследования:
1. Определить аналитически параметры воздуха во всех характерных точках цикла. Результаты расчета проверить по Т-s диаграмме.
2. Для каждого процесса рассчитать работу l количество теплоты q, изменение внутренней энергии du, энтальпии dh, энтропии dt и коэффициент распределения теплоты ф. В расчете принять ср = 1000 Дж/кг*К, k=1,4.
3. Построить цикл в координатах рv и Тs в масштабе (по характерным точкам).
4. Определить для цикла количество подведенной и отведенной теплоты, а также n, Δu, Δt, Δs.
5. Сравнить термический к.п.д. рассматриваемого цикла и цикла Карно в том же интервале температур.
6. Для каждого процесса дать схему распределения энергии, а также показать площади в координатах pv и Ts, соответствующие Δu, Δt, q, l.
Исходные данные:
P1 = 1,4 атм;
P2 = 9,5 атм;
T1 = 300 К;
T3 = 600 К;
n1 = 1,32
n2 = k
Скачать решение задачи 21 (Теплотехника)
Задача 22 (Теплотехника) В пищеварительный котел типа КПП (котел пищеварочный паровой) емкостью V м3 загружены продукты состав которых выражен массовыми долями gi. Коэффициент загрузки котла равен K3. В пароводяную рубашку котла пар массой mn подводится из производственной котельной через редукционный (понижающий) клапан. Давление паров в паропроводе P0. После редукционного клапана давление пара устанавливается равным P1, степень сухости x1. Вследствии затраты теплоты на процесс варки пар конденсируется и конденсат удаляется из пароводяной рубашки. Определить:
1. pcm и ccm - соответственно среднюю плотность и среднюю теплоемкость рабочей смеси;
2.m1 - массу загружаемых продуктов в отдельности;
3.rs - объемные доли загружаемых продуктов;
Параметры состояния пара в пароводяной рубашке котла:
1. v1 - удельный объем влажного насыщенного пара ;
2. t1 - температуру пара
3. t1 - энтальпию пара в пароводяной рубашке Дж/кг;
4. Qn - количество теплоты на варку продукта, Дж;
5. Qk - теплоту теряемую с конденсатом %;
Дано:
Вода g1 = 0,43
Мясо g2 = 0,2
Кости q3 = 0,12
Овощи q4 = 0,22
Специи q5 = 0,03
V = 0,065 м3;
K3 = 0,77
P0 = 2 МПа
P1 = 0,14 МПа
x1 = 0,85
mn = 110
Скачать решение задачи 22 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 23 (Теплотехника) В поршневом компрессоре производительностью G происходит сжатие воздуха начального давления P1 до конечного со степенью повышения давления в каждой ступени компрессора. 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 (P, v, T) в каждой ступени компрессора в начале и конце сжатия; работу сжатия Lсж; а также эффективную мощность привода N0 и работу Lnp, затраченную на привод компрессора. Представить процесс в р-v и T-S координатах.
Дано:
P1 = 105 кПа
T1 = 25 C
pi = 4,5
G = 1,1 кг/с
n = 1,4
z = 1
n = 0,7
Скачать решение задачи 23 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 24 (Теплотехника) Используя диаграмму «IgP-i» для фреона - 13 определить параметры узловых точек компрессионной холодильной установки. Компрессор установки всасывает перегретый пар при помощи t1 и давлении P1 и сжимает его по адиабате до давления P2.
Затем из компрессора пары фреона поступают в конденсатор, где превращаются в насыщенную жидкость при давлении P2. Проходя через регулируемый вентиль, фреон дросселируется с пониженным давлением до P1, после чего поступает в испаритель, где отбирая тепло от охлаждаемого тела, испаряется при постоянном давлении P1 и температуре t1 и слегка перегретый до t1 поступает на всасывание компрессора. Определить: работу цикла lц, полную хладопроизводительность Qn, холодильный коэффициент установки e, тепловую нагрузку на конденсатор q, работу и теоретическую мощность Ne компрессора установки. Построить цикл в p-v, T-S и р-i координатах.
Дано:
t1 = -8 C
P1 = 0,8 бар
P2 = 22 бар
G = 0,1 кг/с
Скачать решение задачи 24 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 25 (Теплотехника) Определить тепловой поток Q из паровой рубашки теплового агрегата типа КПЭ в окружающее пространство через боковые стенки, а также распределение температур на стенках теплового агрегата
Рисунок – Схема теплопередачи через боковую стенку теплового агрегата типа КПЭ.
Дано: диаметр котла d = 500 мм, высота корпуса H = 450 мм, толщина корпуса б1 = 3,5 мм, толщина теплоизоляции б2 = 45, толщина наружного кожуха б2 = 1,5, коэффициент теплопроводности материала корпуса λ1 = 60 Вт/м*К кожуха изоляции λ2 = 0,05 Вт/м*К . Температура пароводяной смеси Т1 = 395 К, температура наружного воздуха T2 = 280 K, степень черноты e = 0,66.
Скачать решение задачи 25 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 26 (Теплотехника) Определить полный тепловой поток от стенок труб к воде, которая движется в поперечном направлении в межтрубном пространстве кожухотрубчатого аппарата, заполненное фреоном
Диаметр аппарата D = 500 мм, диаметр труб d = 24 мм, число труб n = 14, длина аппарата L = 1,9 м. Температура поверхности труб t1 = 15 C, воды t2 = 10 C скорость движения воды W = 0,6 м/с, плотность воды p = 1000 кг/м3
Скачать решение задачи 26 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 27 (Теплотехника) В политропном процессе от 1 кг газа отведено наружу Q (количество теплоты) = 1,5*103 кДж, при этом температура изменилась до Т2 = 360 К. Начальные параметры газа: давление Р1 = 2,98*105 Па, температура Т1 = 480 К, состав – Не.
Определить: показатель процесса n; начальные и конечные параметры состояния газа; изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии; работу газа. Изобразить процесс в Р-? и Т-S координатах.
Скачать решение задачи 27 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 28 (Теплотехника) Вертикальный трубопровод диаметром d и высотой h смывается поперечным потоком воздуха углом со скоростью w м/c. Температура воздуха t2, температура трубы t1. Определить тепловой поток от стенок трубы к воздуху.
Дано:
d = 40 мм
h = 5 м
t1 = 60 C
t2 = 10 C
W = 2 м/c
α = 25 град
Рисунок – Исходная заданная схема теплопередачи
Скачать решение задачи 28 (Теплотехника) (цена 100р)
Задача 29 (Теплотехника) Природный газ с температурой 300 С находится в стальном газгольдере вместимостью V под давлением P1. В результате выпуска газа давление в газгольдере упало до P2 , а температура снизилась до 150 С. Определить массу газа, выпущенного из газгольдера, если барометрическое давление равно 0,1025 МПа (770 мм. рт. ст.) Месторождение газа и ёмкость газгольдера выбирают по таблице 1 в соответствии с последней цифрой шифра студента.
Месторождение газа Ставропольское V =600 м3
Начальное р1 и конечное р2 давления в газгольдере выбирают по таблице 2 в соответствии с последней цифрой шифра студента.
Состав и теплота сгорания сухого газа могут быть приняты по данным таблицы 3.
Для определения абсолютного давления газа необходимо учесть барометрическое давление.
Данные таблицы 2
р1 =0,65МПа
р2 =0,04МПа
Скачать решение задачи 29 (Теплотехника) (цена 100р)