Задача 27

Визначити температуру на межі шарів трьохшарової ізоляції труби. Зовнішній діаметр труби d= 245 мм, товщина шарів δ₁= 80 мм, δ₂= 50 мм, δ₃=30 мм. Коефіцієнти теплопровідності ізоляційних матеріалів λ₁=0,03, λ₂=0,06, λ₃=0,12 Вт/ (м ⁰С.). Температура на поверхні труби 250 ⁰С і на зовнішній поверхні ізоляції 65 ⁰С.

Задача 28

Знайти густину теплового потоку, який проходить через трьохшарову плоску стінку, якщо товщина першого шару δ₁=250 мм, другого – δ₂=125 мм, третього – δ₃=250 мм, відповідні значення коефіцієнтів теплопровідності λ₁=1,38 Вт/ (м·⁰С), λ₂=0,16 Вт/ (м·⁰С), λ₃=0,7 Вт/ (м·⁰С). Температура на внутрішній поверхні стінки t_вн=1500 ⁰С, на зовнішній t₃=50 ⁰С. Визначити також температури на межі дотику шарів.

Задача 29

Гладка плита шириною b=1 м, довжиною l=1,2 м обдувається сухим повітрям зі швидкістю = 6 . Знайти коефіцієнти тепловіддачі α, густину теплового потоку q, якщо температура стінки t_cт=80 ⁰С, середня температура повітря t_n= 20 ⁰С, коефіцієнт теплопровідності λ=2,89·10^-2 Вт/ (м·⁰С).

Задача 30

По трубі з внутрішнім діаметром d =10 мм і довжиною L > d рухається вода зі швидкістю = 1,5 . Температури поверхні труби t_n= 80 ⁰С, середня температура води у трубі t_в=30 ⁰С. Визначити коефіцієнт тепловіддачі α від стінки труби до води і середню густину теплового потоку q по довжині труби.

Задача 31

Визначити густину теплового потоку q, який випромінюється стальною плитою (ε₁=0,75) з температурою t₁=500 ⁰С на алюмінієву плиту такого ж розміру з температурою t=20 ⁰С (ε₂=0,06). Плити розташовані паралельно.

Задача 32

У скільки разів зменшиться теплообмін випромінюванням між двома плоскими пластинками, якщо між ними встановити екран з тонкого листа латуні? Температура пластинок t₁=500 ⁰С і t₂=100 ⁰С. Ступінь чорноти поверхонь однакова ε₁=0,75, ступінь чорноти обох боків екрана однакова ε₂=0,3.

Задача 33

Визначити теплоту випромінювання 1 м неізольованого трубопроводу діаметром d=30 мм, якщо температура його поверхні t_n=110 ⁰С, а температура стін у приміщенні t_c=17 ⁰С.

Задача 34

Визначати густину теплового потоку через плоску стінку металічного водопідігрівача і температуру на поверхнях стінки, якщо задані: температура гріючих газів t_г=1000 ⁰С, температура води в бачку t_в=300 ⁰С, коефіцієнти тепловіддачі відповідно 45 Вт/(м²·⁰С) і 6000 Вт/(м²·⁰С), товщина стінки δ=14 мм і коефіцієнт теплопровідності матеріала стінки λ=50 Вт/ (м ·⁰С).

Задача 35

У практичному водяному маслоохолоднику двигуна внутрішнього згорання масло охолоджується від 65⁰ до 55 ⁰С. Температура холодної води на вході і на виході відповідно 16⁰ і 25 ⁰С. Витрата масла 0,8 кг/с. Визначити необхідну поверхню теплопередачі охолодника і витрати води, якщо коефіцієнт теплопередачі К=280 Вт/(м² ·⁰С) . Теплоємність масла С=2,45 кДж/(кг).

Задача 36

Автомобільний радіатор передає від води, що охолоджує двигун в навколишнє середовище тепловий потік 40 кДж/с. Середня температура води в радіаторі 90 ⁰С і повітря 30 ⁰С. Теплорозсіюча поверхня радіатора 5 м². Визначити коефіцієнт теплопередачі.

Задача 37

Визначити ефективну потужність шестициліндрового чотиритактного карбюраторного двигуна за середнім індикаторним тиском Р_і=5·10⁶ Па. Діаметр циліндра d=80 мм, хід поршня S=100 мм, частота обертання n=45 об/с, механічний ККД η_м=0,85.

Задача 38

Визначити кутову швидкість обертання колінчастого вала і ступінь тиску восьмициліндричного чотиритактного дизельного двигуна, якщо ефективна потужність N_e=66 кВт, середній ефективний тиск Р_е=6,5·10⁵ Па, частота обертання колінчастого вала n=60 об/с і повний об’єм циліндра V_α=6,63·10^-4 м³.

Задача 39

Шестициліндровий чотиритактний дизельний двигун ефективною потужністю N_e=40 кВт працює на паливі з нижчою теплотою згоряння =42400 кДж/кг при ефективному ККД η_е=0,35. Визначити складові теплового балансу в кДж/с, якщо втрати теплоти з охолоджуючою водою q_ох=26%, втрати теплоти з відпрацьованими газами q_г=30% і втрати теплоти від неповного згоряння палива q_н.з=5%.

Задача 40

Визначити втрати теплоти у відсотках від неповного згоряння палива у восьмициліндровому чотиритактному карбюраторному двигуні, якщо середній індикаторний тиск P_i=9,5·10⁵ Па, діаметр циліндра d=0,092 м, хід поршня S=0,08 м, кутова швидкість обертання колінчастого вала ω=314 рад/с, механічний ККД η_м= 0,82, нижча теплота згоряння палива =42400 кДж/кг, питомі ефективні витрати палива b_e=0,31кг/(кВт·год.) і витрати тепла від неповного згорання палива =47,2 кДж/с.

Задача 41

Одноступінчатий поршневий компресор з масовою подачею М=0,21 кг/с стискає повітря до тиску P₂=8·10⁵ Па. Визначити ефективну потужність приводу компресора, якщо параметри всмоктування P₁=1·10⁶ Па і t₁=20 ⁰С, ефективний ізотермічний ККД компресора =0,68.

Задача 42

Склад робочої маси підмосковного вугілля: С^р=32,8%; Н^р=2,43%; =2,87% ; N^p=0,63% ; O^p=9,87%. Визначити склад пальної маси вугілля, якщо W^p=33% і A^p=18,4%, а також нижчу теплоту згоряння палива.

Задача 43

Визначити дійсну кількість повітря для спалювання 1 кг донецького вугілля марки Т зі складом робочої маси палива: С^р=74,4%; Н^р=3,5%; N^p=1,2%; O^p=1,7%; A^p=13,4%; =5,8. Коефіцієнт надлишку повітря =1,4.

Задача 44

Визначити об’єм продуктів повного згоряння на виході з топки, а також теоретичний і дійсний об’єм повітря необхідний для згоряння 1 м³ природного газу такого складу: СО₂=0,2 %; СН₄=98,2 %; С₂Н₆=0,4 %; С₃Н₈=0,1 %; С₄Н₁₀=0,1 %; N₂=1,0 %. Коефіцієнт надлишку повітря в топці =1,2.

Задача 45

Буре вугілля має такий робочий склад: С^р= 42 %; Н^р=2,2 %; N^p=1,3 %; O^p=10,2 %; A^p=24,2 %; W=19,1 %. Визначити об’єм продуктів згоряння та їх ентальпію, якщо коефіцієнт надлишку повітря =1,5, температура горіння t=900 ⁰С.

Задача 46

У пічці водогрійного котла спалюється природний газ Саратовського родовища з нижчою теплотою згоряння =35799 кДж/м³. Визначити витрати натурального і умовного палива, якщо відомі: ККД котлоагрегата (брутто) =89 %, витрати води М_в=75 кг/с, температура води, яка поступає в котел, t₁=70 ⁰C і температура води, що виходить із нього, t₂=150 ⁰C.

Задача 47

Визначити швидкість обертання робочого диска активної турбіни, якщо початкові параметри пари P₁=20 бар і t₁=350 ⁰C, швидкісний коефіцієнт φ=0,95, відношення =0,45. Тиск у кінці розширення P₂=2 бар.

Задача 48

У реактивній ступені парової турбіни пара з початковим тиском P₀=1,6 МПа і температурою t₀=450 ⁰C розширюється до Р₂=1МПа. Визначити дійсну швидкість витікання пари із сопл, якщо швидкісний коефіцієнт сопла φ=0,95 і ступінь реактивності ρ=0,5.

Задача 49

Теплоелектроцентраль використала В_тец=72·10⁶ кг/рік кам’яного вугілля з нижчою теплотою згоряння =25500 кДж/кг, вироблено при цьому електроенергії Е^вир=48·10¹⁰ кДж/рік і відпущено споживачем теплоти Q^від=3,1·10¹¹ кДж/рік. Визначити ККД ТЕЦ брутто по виробництву електроенергії і теплоти , якщо ККД котельної установки η_к.у=0,8.

Задача 50

Конденсаційна електростанція виробила електроенергії Е^вир=100·10¹⁰ кВт год/рік, витративши при цьому на власні потреби 5% від виробленої електроенергії. Визначити собівартість 1 кВт год відпущеної споживачам електроенергії, якщо сума затрат на станції =7,6·10⁵ грив./рік.

ЛІТЕРАТУРА

1. Алаи С.И. Практикум по машиноведению : учебное пособие /

С.И. Алаи, П.С. Моргулис, Н.Ф. Суворов ; [под общ. ред. С.И.Алаи].– М. : Просвещение, 1979. – 352 с.

2. Алабовский А.Н. Теплотехника : учебник /А.Н. Алабовский, С.М. Константинов, И.А. Недужий ; [ под ред., С.М. Константинов]. – К. : Вища школа, 1986. – 254 с.

3. Баскаков А.П. Теплотехника : учебник/ А.П. Баскаков, Б.В. Берг, О.К. Витт, К.О. Кузнецов ; [под общ. ред. А.П. Баскакова]. – М. : Энергоиздат, 1982. – 260 с.

4. Бондарев В.А. Теплотехника : учебное пособие/В.А. Бондарев, А.Е. Процкий, Р.Н. Гринкевич ; [под общ. ред. А.Е. Процкого]. – Минск. : Вышэйшая школа, 1976. – 380 с.

5. Драганов Б.Х. Теплотехніка : підручник/ Б.Х. Драганов, О.С. Бессараб, А.А. Долінський, В.О. Лазаренко, А.В. Міщенко, О.В. Шеліманова; [за ред.Б.Х. Драганова].– К. : Інкос, 2005. –  400 с.

6. Ерохин В.Г. Сборник задач по основам гидравлики и теплотехники : учебное пособие/ В.Г. Ерохин, М.Г. Махонько. – М. : Энергия, 1979. – 240 с.

7. Корець М.С. Машинознаство : Основи гідравліки та теплотехніки. Гідравлічні машини та теплові двигуни : навчальний посібник /Микола Савич Корець. – К. : Знання України, 2003. –  445 с.

8. Лариков Н.И. Теплотехника : учебник для вузов / Николай Николаевич Лариков. – М. : Стройиздат, 1985. –  432 с.

9. Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике : учебное пособие /Герман Петрович Панкратов. – М. : Высшая школа, 1986. –  248 с.

10. Швец И.Т. Теплотехника : учебник для вузов/ И. Т. Швец, В.И. Толубинский, А.Н. Алабовский, Н.Ф. Кираковский ; [под общ. ред. И.Т. Швеца]. – К. : Вища школа, 1976. –  520 с.