Задача 1. Смесь, состоящая из СО2 и СО, задана массовыми долями (g co 2 и gco ) Имея начальные параметры давление Р1= 0,5 МПа и температуру t1 = 27 0С, смесь расширяется при постоянном давлении до объема V2 = ρV1 (см. табл.5, 2).
Определить газовую постоянную смеси, ее начальный объем V1, параметры смеси в состоянии 2, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии, теплоту и работу расширения в процессе 1-2, если масса смеси m.
Т а б л и ц а 5.1. Данные для задачи
Последняя цифра шифра | m, КГ |
| Последняя цифра шифра |
|
|
0 | 2 | 3,5 | 0 | 0,1 | 0,9 |
1 | 3 | 4,0 | 1 | 0,2 | 0.8 |
2 | 4 | 4,5 | 2 | 0,3 | 0,7 |
3 | 5 | 5,0 | 3 | 0,4 | 0,6 |
4 | 6 | 5,5 | 4 | 0,5 | 0,5 |
5 | 7 | 6,0 | 5 | 0,6 | 0,4 |
6 | 8 | 6,5 | 6 | 0,7 | 0,3 |
7 | 9 | 7,0 | 7 | 0,8 | 0,2 |
8 | 10 | 7,5 | 8 | 0,9 | 0,1 |
9 | 11 | 8,0 | 9 | 0,45 | 0,55 |
Указание. Теплоемкости газов СО2 и СО принять по табл. 5.2.
Т а б л и ц а 5.2. Мольные теплоемкости газов по данным молекулярно - кинетической теории
Газы |
| μCv, кДж/кмоль ⋅ К | μCр, кДж/кмоль ⋅ К |
Одноатомные | 1,67 | 12,5 | 20,8 |
Двухатомные (воздух) | 1,40 | 20,8 | 29,1 |
Трех - и многоатомные | 1,33 | 29,1 | 37,4 |
Задача 2. Объемный расход газа в поршневом одноступенчатом компрессоре составляет V1 при давлении P1 = 0,1 МПа и температуре t1. При сжатии температура газа повышается на 200 0С. Сжатие происходит по политропе с показателем n (табл. 5.3).
Определить конечное давление, работу сжатия и работу привода компрессора, количество отведенной теплоты (в киловаттах), а также теоретическую мощность привода компрессора. Исходные данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 5.3.
Указание. При расчете принять К = Сp/Cv = const.
Т а б л и ц а 5.3. Данные для задачи
Предпоследняя цифра шифра | Газ | n | μ | Последняя цифра шифра | V1 , м3/мин | T1, 0С |
0 | Воздух | 1,35 | 28,96 | 0 | 20 | 0 |
1 | Не | 1,45 | 4 | 1 | 25 | 7 |
2 | О2 | 1,32 | 32 | 2 | 30 | 10 |
3 | N2 | 1,33 | 28 | 3 | 35 | 12 |
4 | СО | 1,35 | 28 | 4 | 40 | 15 |
5 | N2 | 1,34 | 28 | 5 | 45 | 17 |
6 | О2 | 1,29 | 32 | 6 | 50 | 20 |
7 | Не | 1,5 | 4 | 7 | 55 | 22 |
8 | СО2 | 1,28 | 44 | 8 | 60 | 25 |
9 | Воздух | 1,32 | 28,96 | 9 | 65 | 30 |
Задача 3. Воздух течет внутри трубы, имея среднюю температуру tв, давление Р = 1МПа и скорость w. Определить коэффициент теплоотдачи от трубы к воздуху (α1), а также линейную плотность теплового потока q, если внутренний диаметр трубы d1, а толщина ее δ и теплопроводность λ = 20 Вт/м ⋅ К. Температура и коэффициент теплоотдачи горячих газов, омывающих трубу, соответственно равны t2 и α2 . Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 5.4
Т а б л и ц а 5.4. Данные для задачи
Предпоследняя цифра шифра | -tв, 0С | d1 , мм | δ, мм | λв 102, Вт/м⋅К | νв 106, м 2 /с | Последняя цифра шифра | t2, 0С | α2, Вт/м2⋅К | ω, м/с |
0 | 15 | 200 | 8 | 2,55 | 14,61 | 0 | 500 | 20 | 2 |
1 | 20 | 180 | 8 | 2,59 | 15,06 | 1 | 550 | 30 | 4 |
2 | 25 | 160 | 7 | 2,63 | 15,53 | 2 | 600 | 40 | 6 |
3 | 10 | 140 | 7 | 2,51 | 14,16 | 3 | 650 | 50 | 8 |
4 | 15 | 120 | 6 | 2,55 | 14,6 | 4 | 700 | 40 | 10 |
5 | 20 | 100 | 6 | 2,59 | 15,06 | 5 | 750 | 60 | 12 |
6 | 25 | 80 | 5 | 2,63 | 15,53 | 6 | 800 | 50 | 14 |
7 | 20 | 60 | 4 | 2,59 | 15,06 | 7 | 850 | 40 | 16 |
8 | 15 | 40 | 3 | 2,55 | 14,61 | 8 | 900 | 30 | 18 |
9 | 10 | 20 | 2 | 2,51 | 14,16 | 9 | 950 | 20 | 20 |
Задача 4. Определить поверхность нагрева рекуперативного водовоздушного теплообменника при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход воздуха при нормальных условиях Vн, средний коэффициент теплопередачи от воздуха к воде К, начальные и конечные температуры воздуха и воды равны соответственно 
. Определить также массовый расход воды G через теплообменник. Изобразить графики изменения температур теплоносителей для обеих схем при различных соотношениях их водяных эквивалентов. Принять для воздуха ρ = 1,293 кг/м3, Ср = 1005 Дж/кг⋅К, для воды Ср = 4,19 ⋅103 Дж/кг⋅К.
Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл.5.5
Т а б л и ц а 5.5. Данные для задачи
Предпоследняя цифра шифра | Температура, 0С | Последняя цифра шифра | Vн 10-3, М3/ч | К, Вт/м2⋅К | |||
t′1, | t″1 | t′2 | t″2 | ||||
0 | 500 | 200 | 10 | 90 | 0 | 15 | 18 |
1 | 480 | 240 | 15 | 95 | 1 | 20 | 19 |
2 | 460 | 230 | 20 | 100 | 2 | 25 | 20 |
3 | 440 | 210 | 25 | 105 | 3 | 50 | 21 |
4 | 420 | 200 | 30 | 110 | 4 | 45 | 22 |
5 | 400 | 180 | 35 | 115 | 5 | 40 | 23 |
Продолжение табл. 5.5 | |||||||
6 | 380 | 160 | 40 | 120 | 6 | 35 | 24 |
7 | 360 | 130 | 45 | 120 | 7 | 30 | 25 |
8 | 340 | 140 | 50 | 130 | 8 | 55 | 26 |
9 | 320 | 120 | 15 | 100 | 9 | 10 | 27 |
