Задача № 1

Теплообменник выполнен в виде металлического трубопровода внешним диаметром с толщиной стенки . Оценить, как и насколько (в процентах) измениться коэффициент теплопередачи в этом теплообменнике, если трубу покрыть слоем краски толщиной . Коэффициент теплопроводности краски принять равным , коэффициент теплоотдачи у внутренней и внешней поверхности трубопровода - соответственно и . Исходные данные приведены в таблице.

Задача № 2

Электрический нагреватель теплообменника, изготовленный в виде длинного металлического стержня диаметром и длинной , обеспечивает мощность . Его внешняя поверхность омывается жидкостью с температурой (коэффициент теплоотдачи ) . Найти установившееся температурное поле нагревателя рассчитать температуру не его оси и на поверхности. Исходные данные приведены в таблице

Задача № 3

Для экспериментального определения коэффициента температуропроводимости изоляционного материала образец в виде длинного цилиндра диаметром , имеющий начальную температуру , помещается в кипящую воду, Внутри образца его оси расположен спай термопары. По показаниям термопары спустя время после погружения образца в кипящую воду измерена температура . Найти коэффициент температуропроводимости материала. Численные данные приведены в таблице

Задача № 4

Термистор, имеющий начальную температуру , помещается в среду с температурой , где температура нагрева ( в режиме теплой инерции) равен . Абсолютная погрешность измерения температуры среды термистором не должна превышать величину . Определить необходимую для этого продолжительность измерения. Численные данные приведен ниже

13. 2. Рассчитать низшую теплоту сгорания топлива состава: 65 % СН₄, 3,5 % С₂Н₆, 2,5 % Н₂, N₂ - остальное.

14. 2. Рассчитать действительную температуру горения топлива в печи, для которой пирометрический коэффициент равен 0,87 (состав: 82 % СН₄, 0,8 % Н₂, 0,2 % СО₂, N₂ - остальное при коэффициенте расхода воздуха 1,05 и влажности 30 г/м³)

15. 2. Как изменится количество продуктов сгорания топлива (состав: 45 % СН₄, 35 % Н₂, 2,0 % О₂, N₂ - остальное при коэффициенте расхода воздуха 1,10 и влажности 45 г/м³), если содержание кислорода в воздухе равно 30 %?

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЦИКЛЫ С ГАЗООБРАЗНЫМ

РАБОЧИМ ТЕЛОМ

ЗАДАНИЕ
1. Произвести расчет цикла, характеризующего изменение состояния 1кг воздуха.
Определить:
1) основные  параметры  состояния  p,  υ,  T  воздуха  в  характерных точках цикла;
2) количество теплоты, подведенное к воздуху за цикл q₁;
3)  значения l, q, ∆u, ∆h, ∆s в каждом процессе;
4) термический КПД цикла (η_t).
2. Произвести проверку полученных результатов.
3. Результаты расчета свести в таблицу .
4. Построить (в масштабе) цикл в pυ и Ts-координатах.

 УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

1.  Исходные  данные  для  расчета  в  соответствии  с  вариантом  работы берутся  из  таблицы  1,  а  форма  цикла  –  из  рисунков,  изображенных  в приложении.

 2. При расчете цикла:
1) теплоемкости воздуха принять постоянными:
c_p = 1,0 кДж/(кг • К) и c_v = 0,71 кДж/(кг•К);
2) газовую постоянную вычислить из формулы Майера:  R = c_p – c_v;
3) показатель адиабаты определить из соотношения: k = c_p/c_v .

 3. При проверке результатов расчета следует помнить, что:
1)  изменение  любого  параметра  состояния  в  результате  кругового процесса равно нулю, т.е.   ɸ   du = 0,     ɸ dh = 0,    ɸ ds = 0;
2)  q_ц = l_ц,   где    l_ц –  работа,  совершенная  газом  за  цикл;  q_ц –  теплота, превращенная в цикле в работу.

 4. Положение точки 1 в Ts-координатах определяется, исходя из того, что условный нуль энтропии соответствует нормальным физическим условиям ( т.е. s₀ = 0 при p₀ = 101325Па и Т₀ = 273,15 К) и энтропия воздуха в этом состоянии вычисляется по формуле:

 s₁ = cp•ln(T₁/T₀) – R•ln(p₁/p₀).

5. При построении цикла на графике должны быть нанесены характерные точки(1,  2,  3,  4),  которые  в  зависимости  от  характера  процесса  следует соединить прямыми или плавными кривыми линиями.

6.  Расчеты  должны  быть  оформлены  в  виде  пояснительной  записки формата А4 в сброшюрованном виде, которая должна включать:
1) исходные данные расчета и рисунок цикла в pυ-координатах  (без учета масштаба);
2) расчет искомых величин;
3) проверку полученных результатов расчета;
4) таблицу результатов расчета (таблица 2);
5) изображение цикла (в масштабе) в pυ- и Ts-координатах.

Таблица №1

График к варианту.