- •Методические указания и задание для выполнения контрольной работы специальности гэ.
- •Литература
- •Соотношения между единицами работы, энергии и количества теплоты
- •Соотношения между единицами давления
- •Характеристики газов
- •Число степеней свободы, показатели адиабаты и молярные теплоемкости газов
- •Термодинамические процессы
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева»
Кафедра теплоэнергетики
ТЕПЛОТЕХНИКА
Программа, методические указания и задания к контрольной работе для студентов специальности ГЭ заочной формы обучения (в том числе сокращенные сроки обучения)
Составитель В. Н. Сливной
Рассмотрены и утверждены
на заседании кафедры
Протокол № 4 от 29.11.12
Рекомендованы к печати учебно-
методической комиссией
по специальности
Протокол №14 от 7.12.12
Электронная копия находится в
библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ
Кемерово 2012
Методические указания и задание для выполнения контрольной работы специальности гэ.
Согласно учебному плану студент-заочник выполняет одну контрольную работу, включающую 6 задач.
Решать задачи необходимо, строго придерживаясь своего варианта. Работы, выполненные не по своему варианту, не рецензируются. Номер варианта по указанию преподавателя определяют либо по списку студентов, который находится в деканате и у преподавателя, либо по таблице вариантов в зависимости от 2-х последних цифр учебного шифра студента. Например, при шифре 36 студент выполняет 36-й вариант задания, для которого в таблице вариантов указаны номера исходных данных к соответствующим задачам: 6, 11, 7, 20, 9, то есть, к 1-й задаче исходные данные берут из таблицы 1 исходных данных в строке под номером 6, ко второй – из таблицы 2 в строке под номером 11 и т. д. Условия задач сопровождать краткими пояснениями и подробными вычислениями. При вычислении какой-либо величины нужно словами указать, какую величину определяют и по какой формуле, на основе каких уравнений или законов. Записав формулу в общем виде и пояснив все входящие в нее величины, подставляют их численные значения и затем результат вычислений. При записи заданных и полученных величин следует обязательно указать единицы их измерения в системе СИ. К задачам обязательно приводить рисунки с пояснениями. Желательно в конце решения сделать выводы по полученным результатам.
Задача 1
В топке котла сжигается уголь состава: Cp = %; Hp = %; Sр = % ; Np = %; Оp = %; Ap = %; WP = % . Определить низшую рабочую теплоту сгорания топлива, Сколько тонн этого натурального топлива соответствуют 1000 т условного топлива? Определить также кпд котла и часовой расход данного топлива, если котел производит 10 тонн пара в час с параметрами р =3МПа и t = 450 о С; температура питательной воды t =150о C. Потери в котле составляют q2 = 7,5%, q3 = 1,5%, q4 = 4%, q 5 = 0.6%, q6 = 1,2% . Исходные данные в табл. 1
Задача № 2
m кг газа расширяются от начального состояния при давлении p1 и температуре t1 до конечного давления p2 . Определить конечные параметры газа, а так же работу газа, изменение внутренней энергии и количество подведенной теплоты при изотермном, адиабатном и политропном расширении. Показать работу процессов на p-U диаграмме, сопоставить величину работы в этих процессах между собой при графическом и аналитическом определении. Исходные данные в табл. 1.
Задача № 3
Водяной пар с начальным давлением 10 бар и степенью сухости Х=0,95 поступает в пароперегреватель, где его температура повышается на Δt; после перегревателя пар адиабатно расширяется в турбине до давления p2 . Определить с помощью i-S диаграммы количество теплоты / на 1 кг пара/, подведенной к нему в пароперегревателе; работу цикла Ренкина и степень сухости пара в конце расширения. Определить термический КПД цикла. Привести цикл Ренкина на T-S диаграмме. Исходные данные в табл. 3.
Задача № 4
В поршневом двухступенчатом компрессоре сжимается 1 м3 воздуха от давления р1 =0,1 МПа до давления р2. Начальная температура воздуха t1 oC, показатель политропы сжатия n, коэффициент вредного пространства αв . Определить наивыгоднейшее давление рпр воздуха в промежуточном охладителе, температуру в конце сжатия, работы в ступенях и полную работу.
Полученные результаты сравнить с результатами одноступенчатого сжатия, сделать вывод. Привести p-V диаграмму цикла с указанием процессов. Исходные данные в табл. 4.
Задача № 5
Для цикла двигателя внутреннего сгорания с изохорном подводам теплоты определить параметры всех узловых точек цикла, количество подведенной и отведенной теплоты, работу цикла и теоретический КПД цикла. ( КПД определить двумя способами и сопоставить результаты). Начальное давление и температура, а также величины ε и λ заданы. Рабочее тело- воздух, масса- 1 кг; теплоемкость рабочего тела принять постоянной. Исходные данные в табл.5.
Таблица 1
№ варианта |
Cp,% |
Hp,% |
Sр,% |
Np,% |
Оp,% |
Ap,% |
WP,% |
1 |
60,1 |
1,8 |
0,5 |
0,3 |
1,0 |
20,1 |
15,2 |
2 |
65,1 |
1,8 |
0,3 |
0,5 |
2,0 |
18,1 |
12,2 |
3 |
70,1 |
3.5 |
0,3 |
0,5 |
2,0 |
15,3 |
8,3 |
4 |
70,5 |
3,6 |
0,8 |
1,4 |
3,2 |
12,5 |
8,0 |
5 |
72,4 |
4,1 |
0,7 |
1,5 |
1,9 |
7,6 |
11,8 |
6 |
73,4 |
3,2 |
1,1 |
2,3 |
2,4 |
7,7 |
9,9 |
7 |
74,5 |
2,3 |
2,1 |
3,4 |
3,5 |
5,8 |
8,4 |
8 |
69,6 |
1,4 |
1,2 |
2,2 |
2,6 |
4,9 |
18,1 |
9 |
68,6 |
2,5 |
1,3 |
3,3 |
1,7 |
5,8 |
16,8 |
10 |
67,7 |
3,6 |
0,8 |
4,4 |
2,5 |
6,7 |
14,3 |
11 |
66,8 |
4,5 |
1,2 |
3,2 |
3,8 |
7,6 |
12,9 |
12 |
65,9 |
5,4 |
1,3 |
2,1 |
4,6 |
8,5 |
12,2 |
13 |
64,8 |
4,3 |
0,7 |
1,2 |
3,4 |
9,6 |
16,0 |
14 |
63,7 |
3,2 |
0,6 |
2,1 |
2,8 |
10,7 |
16,9 |
15 |
70,6 |
3,1 |
0,7 |
3,2 |
1,4 |
9,8 |
11,2 |
16 |
67,5 |
2,2 |
2,5 |
4,3 |
2,5 |
8,7 |
12,3 |
17 |
62,4 |
1,3 |
3,3 |
3,2 |
3,5 |
7,8 |
18,5 |
18 |
59,3 |
2,4 |
2,3 |
2,2 |
4,6 |
6,7 |
22,5 |
19 |
67,2 |
3,5 |
1,4 |
1,3 |
3,7 |
7,6 |
15,3 |
20 |
70,3 |
3,4 |
0,9 |
3,4 |
2,5 |
7,5 |
12,0 |
Таблица 2
Вари ант |
P1, бар |
P2, бар |
t1, оС |
m, кг |
газ |
Вари ант |
P1, бар |
P2, бар |
t1, оС |
m, кг |
газ |
1 |
12 |
3 |
250 |
5 |
азот |
16 |
8 |
3 |
180 |
3 |
O2 |
2 |
10 |
2 |
200 |
4 |
СO2 |
17 |
9 |
3 |
190 |
3 |
O2 |
3 |
9 |
1,5 |
150 |
3 |
O2 |
18 |
10 |
3 |
200 |
3 |
CO |
4 |
8 |
6 |
180 |
2 |
O2 |
19 |
12 |
4 |
210 |
4 |
O2 |
5 |
7 |
2 |
150 |
2 |
CO |
20 |
15 |
4 |
250 |
4 |
O2 |
6 |
6 |
2 |
140 |
2 |
H2 |
21 |
7 |
3 |
130 |
3 |
O2 |
7 |
5 |
1 |
160 |
2 |
N2 |
22 |
6 |
2 |
120 |
2 |
CO2 |
8 |
4 |
1,5 |
180 |
3 |
N2 |
23 |
4 |
2 |
110 |
2 |
CO |
9 |
3 |
1 |
200 |
4 |
H2 |
24 |
6 |
3 |
120 |
3 |
H2 |
10 |
2 |
1 |
100 |
5 |
H2 |
25 |
3 |
1 |
90 |
1 |
H2 |
11 |
4 |
1,5 |
120 |
5 |
CO |
26 |
12 |
2 |
200 |
2 |
N2 |
12 |
3 |
1 |
110 |
5 |
O2 |
27 |
10 |
3 |
210 |
3 |
CO |
13 |
5 |
2 |
140 |
2 |
CO |
28 |
9 |
2 |
180 |
2 |
воздух |
14 |
6 |
2 |
150 |
3 |
CO2 |
29 |
8 |
2 |
160 |
2 |
O2 |
15 |
7 |
2 |
160 |
2 |
H2 |
30 |
5 |
1 |
150 |
1 |
NH3 |
Таблица 3
Вариант |
P2, бар |
Δt2, оС |
Вариант |
P2, бар |
Δt2, оС |
1 |
0,04 |
250 |
16 |
0,03 |
250 |
2 |
0,05 |
300 |
17 |
0,055 |
300 |
3 |
0,06 |
350 |
18 |
0,04 |
350 |
4 |
0,04 |
300 |
19 |
0,06 |
290 |
5 |
0,05 |
300 |
20 |
0,065 |
300 |
6 |
0,05 |
250 |
21 |
0,055 |
200 |
7 |
0,055 |
300 |
22 |
0,04 |
150 |
8 |
0,04 |
350 |
23 |
0,05 |
200 |
9 |
0,05 |
250 |
24 |
0,06 |
250 |
10 |
0,03 |
320 |
25 |
0,03 |
200 |
11 |
0,04 |
330 |
26 |
0,02 |
170 |
12 |
0,03 |
300 |
27 |
0,03 |
180 |
13 |
0,035 |
320 |
28 |
0,04 |
190 |
14 |
0,05 |
250 |
29 |
0,05 |
200 |
15 |
0,04 |
300 |
30 |
0,04 |
210 |
Таблица 4
Вари ант |
P2, МПа |
t1, оС |
n |
αв |
Вари ант |
P2, МПа |
t1, оС |
n |
αв |
1 |
0,9 |
17 |
1,25 |
0,05 |
16 |
0,8 |
19 |
1,25 |
0,04 |
2 |
0,8 |
18 |
1,24 |
0,05 |
17 |
0,86 |
20 |
1,26 |
0,05 |
3 |
0,7 |
20 |
1,26 |
0,06 |
18 |
0,75 |
21 |
1,27 |
0,06 |
4 |
0,75 |
20 |
1,25 |
0,07 |
19 |
0,95 |
22 |
1,25 |
0,07 |
5 |
0,75 |
22 |
1,3 |
0,07 |
20 |
0,8 |
23 |
1,3 |
0,06 |
6 |
0,8 |
23 |
1,24 |
0,05 |
21 |
0,9 |
24 |
1,35 |
0,05 |
7 |
0,7 |
17 |
1,3 |
0,07 |
22 |
0,85 |
23 |
1,2 |
0,04 |
8 |
0,75 |
18 |
1,27 |
0,06 |
23 |
0,8 |
20 |
1,25 |
0,05 |
9 |
0,8 |
19 |
1,25 |
0,05 |
24 |
0,85 |
27 |
1,3 |
0,04 |
10 |
0,85 |
21 |
1,3 |
0,04 |
25 |
0,7 |
10 |
1,25 |
0,06 |
11 |
0,9 |
20 |
1,28 |
0,03 |
26 |
0,8 |
17 |
1,3 |
0,05 |
12 |
0,7 |
21 |
1,3 |
0,05 |
27 |
0,7 |
18 |
1,25 |
0,06 |
13 |
0,8 |
22 |
1,35 |
0,04 |
28 |
0,75 |
20 |
1,3 |
0,04 |
14 |
0,9 |
24 |
1,25 |
0,03 |
29 |
0,8 |
21 |
1,26 |
0,03 |
15 |
0,7 |
18 |
1,24 |
0,04 |
30 |
0,75 |
17 |
1,3 |
0,04 |
Таблица 5
Вари ант |
Р, бар |
Т, К |
ε |
λ |
Вари ант |
Р, бар |
Т, К |
ε |
λ |
1 |
1 |
320 |
4 |
4 |
16 |
2,2 |
300 |
4,4 |
3,8 |
2 |
1,5 |
330 |
4 |
4 |
17 |
2,1 |
310 |
4,4 |
4 |
3 |
2 |
340 |
4,5 |
4 |
18 |
2 |
320 |
4,4 |
4,2 |
4 |
2,5 |
345 |
4,5 |
4,5 |
19 |
1,9 |
300 |
4,6 |
4,4 |
5 |
1,5 |
350 |
4 |
4 |
20 |
1,8 |
310 |
4,6 |
4,1 |
6 |
1 |
315 |
4,1 |
4,1 |
21 |
1,7 |
300 |
4,4 |
4 |
7 |
2 |
350 |
3,5 |
3,8 |
22 |
1,6 |
290 |
4 |
3,8 |
8 |
2,5 |
320 |
3,6 |
3,6 |
23 |
1,5 |
280 |
4 |
3,5 |
9 |
1 |
305 |
3,6 |
3,5 |
24 |
1,4 |
300 |
4 |
3 |
10 |
2,5 |
300 |
3,7 |
3,1 |
25 |
1,5 |
305 |
4 |
3 |
11 |
2 |
310 |
3,5 |
3,4 |
26 |
1 |
280 |
4 |
3,1 |
12 |
3 |
295 |
4 |
3,4 |
27 |
1,5 |
290 |
4,4 |
3,2 |
13 |
2,5 |
285 |
4 |
3,5 |
28 |
2 |
300 |
4,1 |
3,3 |
14 |
2,4 |
280 |
4,1 |
3,55 |
29 |
2,5 |
305 |
4,2 |
3,4 |
15 |
2,3 |
290 |
4,2 |
3,6 |
30 |
1 |
310 |
4,2 |
3,5 |
Таблица вариантов
Номер варианта (по шифру) |
Номера исходных данных |
Номер варианта (по шифру) |
Номера исходных данных |
||||||||||
задачи |
задачи |
||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
||
1 |
1 |
6 |
11 |
16 |
20 |
|
51 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
|
2 |
2 |
7 |
12 |
17 |
20 |
|
52 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
|
3 |
3 |
8 |
13 |
18 |
20 |
|
53 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
|
4 |
4 |
9 |
14 |
19 |
20 |
|
54 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
|
5 |
5 |
10 |
15 |
20 |
20 |
|
55 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
|
6 |
6 |
11 |
16 |
21 |
20 |
|
56 |
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
|
7 |
7 |
12 |
17 |
22 |
20 |
|
57 |
15 |
14 |
13 |
12 |
11 |
|
8 |
8 |
13 |
18 |
23 |
20 |
|
58 |
16 |
15 |
14 |
13 |
12 |
|
9 |
9 |
14 |
19 |
24 |
19 |
|
59 |
17 |
16 |
15 |
14 |
13 |
|
10 |
10 |
15 |
20 |
25 |
20 |
|
60 |
18 |
17 |
16 |
15 |
14 |
|
11 |
1 |
16 |
20 |
26 |
20 |
|
61 |
19 |
18 |
17 |
16 |
15 |
|
12 |
2 |
17 |
20 |
27 |
20 |
|
62 |
20 |
19 |
18 |
17 |
16 |
|
13 |
3 |
18 |
20 |
28 |
15 |
|
63 |
21 |
20 |
19 |
18 |
17 |
|
14 |
4 |
19 |
20 |
29 |
10 |
|
64 |
1 |
10 |
20 |
25 |
10 |
|
15 |
5 |
20 |
20 |
30 |
5 |
|
65 |
3 |
2 |
23 |
14 |
7 |
|
16 |
6 |
20 |
20 |
25 |
3 |
|
66 |
15 |
4 |
13 |
9 |
12 |
|
17 |
7 |
20 |
20 |
20 |
8 |
|
67 |
17 |
6 |
15 |
4 |
9 |
|
18 |
8 |
20 |
20 |
15 |
14 |
|
68 |
12 |
8 |
7 |
6 |
5 |
|
19 |
9 |
20 |
20 |
10 |
15 |
|
69 |
10 |
13 |
2 |
8 |
7 |
|
20 |
10 |
20 |
10 |
5 |
16 |
|
70 |
11 |
20 |
30 |
8 |
9 |
|
21 |
1 |
20 |
20 |
6 |
17 |
|
71 |
20 |
13 |
4 |
12 |
8 |
|
22 |
2 |
6 |
10 |
14 |
18 |
|
72 |
20 |
11 |
8 |
3 |
19 |
|
23 |
3 |
10 |
14 |
18 |
20 |
|
73 |
20 |
7 |
11 |
15 |
3 |
|
24 |
4 |
14 |
14 |
22 |
20 |
|
74 |
19 |
5 |
14 |
7 |
2 |
|
25 |
5 |
18 |
22 |
26 |
20 |
|
75 |
17 |
3 |
17 |
1 |
14 |
|
26 |
6 |
20 |
20 |
10 |
20 |
|
76 |
15 |
1 |
20 |
8 |
6 |
|
27 |
7 |
20 |
20 |
11 |
20 |
|
77 |
13 |
18 |
13 |
9 |
8 |
|
28 |
8 |
10 |
20 |
12 |
1 |
|
78 |
11 |
16 |
16 |
3 |
10 |
|
29 |
9 |
20 |
20 |
13 |
2 |
|
79 |
9 |
14 |
19 |
5 |
12 |
|
30 |
10 |
20 |
20 |
14 |
3 |
|
80 |
7 |
12 |
1 |
7 |
14 |
|
31 |
1 |
20 |
20 |
15 |
4 |
|
81 |
5 |
20 |
5 |
9 |
16 |
|
32 |
2 |
17 |
19 |
16 |
5 |
|
82 |
3 |
19 |
9 |
11 |
18 |
|
33 |
3 |
13 |
16 |
17 |
6 |
|
83 |
1 |
17 |
13 |
3 |
20 |
|
34 |
4 |
9 |
13 |
18 |
7 |
|
84 |
10 |
15 |
17 |
15 |
2 |
|
35 |
5 |
6 |
10 |
19 |
8 |
|
85 |
16 |
13 |
1 |
17 |
2 |
|
36 |
6 |
11 |
7 |
20 |
9 |
|
86 |
12 |
11 |
5 |
19 |
2 |
|
37 |
7 |
12 |
4 |
21 |
10 |
|
87 |
18 |
19 |
9 |
1 |
8 |
|
38 |
8 |
13 |
3 |
22 |
11 |
|
88 |
14 |
18 |
7 |
3 |
10 |
|
39 |
9 |
14 |
2 |
23 |
12 |
|
89 |
10 |
17 |
2 |
5 |
15 |
|
40 |
10 |
15 |
1 |
24 |
13 |
|
90 |
6 |
16 |
5 |
7 |
12 |
|
41 |
1 |
16 |
3 |
25 |
14 |
|
91 |
2 |
15 |
8 |
9 |
9 |
|
42 |
2 |
17 |
4 |
26 |
15 |
|
92 |
3 |
14 |
11 |
2 |
6 |
|
43 |
1 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
93 |
5 |
13 |
14 |
17 |
3 |
|
44 |
2 |
1 |
17 |
18 |
19 |
|
94 |
7 |
12 |
17 |
5 |
5 |
|
45 |
3 |
2 |
1 |
17 |
18 |
|
95 |
9 |
11 |
20 |
13 |
9 |
|
46 |
4 |
3 |
2 |
1 |
17 |
|
96 |
11 |
10 |
3 |
15 |
4 |
|
47 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
97 |
13 |
9 |
6 |
6 |
19 |
|
48 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
|
98 |
15 |
8 |
9 |
3 |
14 |
|
49 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
|
99 |
17 |
7 |
8 |
1 |
9 |
|
50 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
|
100 |
19 |
6 |
7 |
8 |
4 |
|