Теплотехника (стр. 2 )

Задача I. Для идеализированного цикла двигателя внутреннего сгорания, заданного значениями параметров, приведенных в таблице 5, определить давление, удельный объем и температуру во всех характерных точках цикла; работу и теплоту за цикл, а также термический кпд цикла. Известны параметры в начальной точке процесса p1 и t1, степень сжатия e =v1/v1, степень повышения давления l =p2/p1 и степень предварительного расширения r =v2/v1. В качестве рабочего тела принять 1 кг воздуха. Зависимость теплоемкости от температуры считать линейной и рассчитать по интерполяционным формулам, приведенным в [9, табл. 5]. Изобразить цикл в произвольном масштабе на координатах p-v и T-s.

Таблица 5

Предпоследняя цифра шифра	p1, МПа	Т1, К	Подвод тепла при	Последняя цифра шифра	e , 1/1	l , 1/1	r , 1/1
0	0,110	280	v=const	0	7,3	1,8	-
1	0,102	290	p=const	1	14,7	-	1,4
2	0,098	300	v=const	2	5,7	1,5	-
3	0,089	295	p=const	3	12,8	-	1,3
4	0,105	288	v=const	4	6,4	1,4	-
5	0,109	305	p=const	5	13,7	-	1,3
6	0,111	290	v=const	6	6,1	1,6	-
7	0,106	302	p=const	7	10,8	-	1,5
8	0,121	289	v=const	8	6,9	1,7	-
9	0,135	297	p=const	9	13,1	-	1,4

Задача 2. Паросиловая установка работает по циклу Ренкина. Определить параметры пара p, v и t в характерных точках цлкла (в точках 1, 2, 3, 4, 5 и 6), значения термодинамических функций пара h, u и s в этих точках, а также термический кпд цикла Ренкина, если известны параметры p1, v1 и t1. Определить также мощность турбины, если расход пара М. Для решения задачи использовать h-s диаграмму и таблицы состояний воды и водяного пара. Изобразить (без соблюдения масштабов) цикл Реккина в координатах p-v, T-s и h-s. Исходные данные ваять из табл. 6.

Таблица 6

Предпоследняя цифра шифра	p1, МПа	t1,oC	Последняя цифра шифра	P2, МПа	M, кг/с
0	5,0	410	0	0,085	1,2
1	6,0	520	1	0,090	2,5
2	2,5	630	2	0,105	0,7
3	3,0	540	3	0,081	1,8
4	4,0	450	4	0,093	0,6
5	5,1	550	5	0.095	0,5
6	2,9	500	6	0.088	0,8
7	3,50	430	7	0.055	,17
8	4,2	520	8	0,087	2,1
9	5,3	470	9	0,095	1,8

Задача 3. В холодильной установке с влажным ходом компрессора пар углекислоты при температуре t1 поступает в компрессор, где адиабатно сжимается до давления, при котором его температура равна t2, а степень сухости пара x=1,0. Из компрессора углекислота поступает в конденсатор, где в результате принудительного охлаждения при постоянном давлении превращается в жидкость, после чего адиабатно расширяется в детандере до температуры t4.= t2. При этой температуре углекислота отбирает тепло от охлаждаемых тел, в результате чего она частично испаряется и превращается во влажный пар со степенью сухости x1. Определить холодильный коэффициент установки, тепловую нагрузку конденсатора, работу цикла, а также необходимый расход углекислоты, для обеспечения хладопроизводительности Q. Исходныне данные для решения задачи выбрать из табл. 7.

Таблица 7

Предпоследняя цифра шифра	t1, oC	t2, oC	Последняя цифра шифра	Q, кВт
0	-10	20	0	200
1	-20	15	1	180
2	-30	10	2	150
3	-40	12	3	100
4	-45	14	4	210
5	-35	11	5	280
6	-25	19	6	180
7	-32	21	7	210
8	-24	9	8	120
9	-15	17	9	220

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3

Задача 1. Стальной трубопровод с внутренним диаметром d1 и наружным d2 с коэффициентом теплопроводности l =50 Вт/(м К) покрыт слоем тепловой изоляции. Температура стенки внутри трубы равна tc1, а температура наружной поверхности слоя изоляции tc3 должна составлять по санитарным нормам 50°С.

Определить необходимую толщину слоя тепловой изоляции из материала, указанного в табл. 8 при условии, что потеря тепла с 1 м трубы не должны превышать ql. Определить также температуру tc2 поверхности трубы, соприкасающейся со слоем изоляции. Исходные данные для решения задачи выбрать из табл. 8. Коэффициент теплопроводности материала изоляции принять по [11, табл. 5, стр.256].

Таблица 8

Предпоследняя цифра шифра	d1, мм	d2, мм	Последняя цифра шифра	ql, Вт/м	t1, oC	Материал изоляции
0	96	105	0	750	400	асботермит
1	105	114	1	690	450	диатомит
2	158	168	2	990	370	шлаковата
3	131	148	3	450	480	асбослюда
4	83	89	4	590	600	асбест
5	125	133	5	780	550	зонолит
6	106	114	6	820	500	зонолит
7	94	102	7	850	370	асбозурит
8	126	133	8	680	610	асботермит
9	80	89	9	790	580	шлаковата

Задача 2. Горизонтально расположенный цилиндрический аппарат с наружным диаметром d имеет температуру наружной поверхности tc. Температура окружающего воздуха равна tв. Определить потери тепла с 1 м длины аппарата ql и общие потери тепла Q, если известно, что длина аппарата l. Степень черноты наружной стенки аппарата принять e =0,85. Исходные данные для решения задачи выбрать из табл. 9.

Таблица 9

Предпоследняя цифра шифра	tс, oC	d, мм	Последняя цифра шифра	tв, oC	l, м
0	190	500	0	20	2,0
1	200	400	1	25	3,0
2	130	350	2	27	4,0
3	140	600	3	18	2,5
4	250	550	4	20	3,6
5	150	800	5	25	4,5
6	240	750	6	15	4,0
7	180	990	7	17	3,4
8	210	840	8	21	2,8
9	140	670	9	18	3,9

Задача З. По трубкам масляного радиатора, имеющим внутренний диаметр d1 и длину l течет масло марки МС-20. Средняя температура на внутренней стеноке трубки равна tc, средняя температура масла по длине равна tж. Определить коэффициент теплоотдачи от масла к стенкам трубки a, общее количество отдаваемого тепла, если известно, что радиатор содержит n параллельно включенных трубок, а общий расход масла равен M. Исходные данные для решения задачи выбрать из табл. 10, а физические свойства масла МС-20 из [11, табл.18, стр.267].