Теплотехника (стр. 1 )

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТЕПЛОТЕХНИКА

Контрольные задания и методические указания

для студентов факультета электрификации с. х.

специальности 110302.65

ББК з311я73

УДК 621.1.016

Теплотехника: Контр. задания и метод. указ. /Сост.: , В. - Ставрополь: СтГАУ, -17 с.

Контрольные задания и методические указания к ним составлены в соответствии с учебной программой курса “Теплотехника” для студентов 110302.65 специальности. Содержат контрольные задания и краткие методические указания по их выполнению.

Составители

ёдов

· Рецензент

Краткие рекомендации по выполнению и оформлению

контрольных работ.

Контрольные работы №1 и №2 выполняются студентом самостоятельно в отдельных ученических тетрадях (допускается и в одной) в рукописном виде. Они должны быть написаны аккуратно, разборчивым почерком, с полями не уже 25 мм. На титульном листе следует написать (лучше всего печатными буквами) фамилию и инициалы студента, номер группы, номер работы и номер шифра, который присваивается студенту на занятиях во время установочной сессии на кафедре теплотехники, гидравлики и охраны труда. Исходные данные к задачам выбираются по последней и предпоследней цифрам шифра из приведенных к каждой задаче таблиц. Работы, выполненные не со своими исходными данными не рассматриваются, не рецензируются и возвращаются студенту на переработку.

Все расчеты следует выполнять в международной системе измерения физических величин (система СИ). Расчеты приводить оформленными в соответствии со стандартом, записывая пояснение, что вычисляется, расчетную формулу, вместо соответствующих обозначений - их численные значения, результат расчета и (для размерных величин) его размерность. Все справочные величины должны сопровождаться развернутыми ссылками на использованные литературные источники, общий список которых приводится в конце каждой контрольной работы. Пояснительный текст должен быть лаконичным и четко отражать существо дела, при этом допустимы лишь общепринятые сокращения. При необходимости расчетные формулы нумеруются для каждой отдельной задачи.

Переписывать условия задач необязательно, достаточно лишь краткой записи через значения исходных параметров.

Контрольная работа №1

Задача 1. Определить все параметры газа (p, v,T, h,s) в начале и конце политропного процесса сжатия с показателем политропы n, если известно, что начальное давление было p1 и температура t1, а в конце процесса температура газа стала t2. Рассчитать также изменения внутренней энергии D U, энтальпии D H и энтропии D S за процесс, учитывая, что масса газа m. Зависимость теплоемкости сv от температуры принимать линейной, выбирая константы интерполяционной формулы по табл. 5 задачника [6]. Изобразить процесс (в произвольном масштабе) на p-v и T-s диаграммах. Исходные данные для решения задачи принимать по табл. 1.1.

Задача 2. В идеальном поршневом многоступенчатом компрессоре сжимается газ. Сжатие осуществляется: а) изотермически, б) адиабатически, в) политропно с показателем политропы n. Определить все параметры газа на выходе из первой ступени, а также количество теплоты Qц, отводимой в цилиндре компрессора и в охладителе Qо и работу на привод компрессора для каждого случая. Зависимость теплоемкости газа от температуры не учитывать. Начальное состояние газа описывается параметрами p1 и t1, а конечное - давлением p2. Рассчитать мощность на привод компрессора для каждого случая, если объемная производительность по сжатому газу G. Исходные данные для решения задачи принимать по табл. 1.2.

Задача 3. Паросиловая установка работает по циклу Ренкина. Определить параметры p, v,t, h и s в характерных точках цикла, термический КПД и мощность турбины, если известны значения исходных параметров p1, t1 и p2, а также массовый расход пара M. Изобразить цикл (в произвольном масштабе) на p-v, T-s и h-s координатах. Исходные данные для решения задачи принимать по табл. 1.3.

Задача 4. Парокомпрессорная холодильная установка работает по циклу Карно с влажным ходом компрессора. Влажный пар углекислоты при температуре t1 засасывается в компрессор и сжимается там адиабатически до давления р2, при котором он становится сухим насыщенным (x2=1,0). Из компрессора пар направляется в конденсатор, где при постоянном давлении р2 полностью конденсируется (x3 =0), после чего в особом расширительном цилиндре реализуется адиабатическое расширение конденсата до температуры t4=t1, в результате которого часть жидкости испаряется, образуя влажный пар. Далее этот пар направляется в испаритель, где продолжает испаряться при постоянном давлении, отбирая тепло из охлаждаемого помещения. Образовавшийся влажный пар с параметрами p1, t1, x1 снова засасывается в цилиндр компрессора и цикл повторяется.

Определить параметры (p, v,t, h,s) рабочего тела для всех четырех характерных точек цикла, тепловую нагрузку конденсатора, работу цикла, холодильный коэффициент, а также необходимый расход углекислоты для обеспечения заданной хладопроизводительности Q. Исходные данные принимать по табл. 1.4.

Задача 5. Для сушки материала в адиабатической сушилке используется наружный воздух с параметрами t1 и j 1. До подачи в сушильную камеру воздух подогревается в калорифере до температуры t2, а из сушильной камеры он выходит с температурой t3. Определить все параметры (t, j, d, H) влажного воздуха в характерных точках процесса, расход воздуха и тепла на 1 кг испаренной влаги. Исходные данные принимать по табл. 1.5.

Таблица. 1.1

Предпоследняя цифра шифра	m, кг	Показатель политропы	p1, Мпа	Газ	Последняя цифра шифра	t1, oC	t2, oC
0	15	1,2	4,0	азот	0	200	700
1	11	1,27	5,0	кислород	1	300	800
2	18	k=1,4	6,0	воздух	2	350	900
3	10	0	9,0	аммиак	3	250	600
4	12	?	7,0	этилен	4	400	500
5	21	1,25	3,5	метан	5	450	750
6	20	1,33	5,5	водород	6	500	850
7	24	k=1,28	6,5	гелий	7	550	950
8	26	0	9,5	СО2	8	100	350
9	22	?	4,5	аргон	9	150	400

Таблица 1.2

Предпоследняя цифра шифра	Показатель политропы	p1, МПа	t1, oC	Последняя цифра шифра	p2, Мпа	Газ	G, м3/с
0	1,21	0,1	10	0	15	воздух	0,08
1	1,19	0,2	20	1	20	азот	0,09
2	1,28	0,3	30	2	25	СО2	0,10
3	1,30	0,4	25	3	30	SO2	0,15
4	1,35	0,5	35	4	35	метан	0,17
5	1,26	0,6	15	5	40	аргон	0,05
6	1,17	0,7	34	6	10	воздух	0.04
7	1,29	0,8	40	7	22	гелий	0,06
8	1,36	0,9	38	8	32	аргон	0,04
9	1,33	1,0	27	9	27	СО2	0,02

Таблица 1.3

Предпоследняя цифра шифра	p1, МПа	t1, oC	Последняя цифра шифра	p2, МПа	M, кг/c
0	5,5	450	0	0,07	1,30
1	4,5	400	1	0,05	0,80
2	5,5	380	2	0,08	0,90
3	6,5	360	3	0,07	1,30
4	7,0	340	4	0,04	0,85
5	8,0	420	5	0,06	1,10
6	6,5	440	6	0,04	0,65
7	5,0	460	7	0,03	1,15
8	4,0	500	8	0,05	0,94
9	6,0	520	9	0,07	1,45

Таблица 1.4