Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

3612

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
08.01.2021
Размер:
601.35 Кб
Скачать

21

ЗАДАЧА № 5

В 1 м3 сухого воздуха содержится по объему кислород и азот. Определить массовый состав воздуха, молекулярную массу, газовую постоянную, а также парциальные давления кислорода и азота, если барометрическое давление равно 0,1 МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.6

 

 

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

Величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O2,

%

25

30

28

24

14

12

15

10

20

23

N2,

%

75

70

72

76

86

88

85

90

80

77

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАДАЧА № 6

Определить производительность охлаждаемого компрессора (n = 1,5) при сжатии воздуха с начальным давлением 0,1 МПа и температурой 20 0C до давления P2 МПа, если фактически затрачиваемая мощность на привод N кВт, а изотермический КПД компрессора 0,9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.7

 

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

Величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

4

5

6

7

8

9

0

P2, МПа

0,4

0,5

0,6

 

0,7

0,8

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N, кВт

40

50

60

 

70

80

40

50

60

70

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАДАЧА № 7

Воздух с начальным давлением 1 МПа и температурой t 0C вытекает через суживающееся сопло в среду с давлением 0,1 МПа. Расход воздуха m кг/с. Определить выходной диаметр сопла, если его скоростной коэффициент – 0,92. Скоростью воздуха на входе в сопло пренебречь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.8

 

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

Величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

 

t, 0C

10

20

30

40

50

20

60

50

40

30

m, кг/с

1

2

3

4

5

6

7

6

5

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

ЗАДАЧА № 8

В процессе политропического расширения 2 кг воздуха к нему подводится Q кДж тепла, а внутренняя энергия увеличивается на 300 кДж. Определить показатель политропы, работу расширения, а также конечные параметры воздуха, если начальная температура его 30 0C, а абсолютное давление Pабс МПа. Изобразить процессы в PV- и TS- координатах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.9

 

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

Величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q, кДж

600

500

400

400

500

600

700

800

900

600

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pабс, МПа

0,5

0,45

0,40

0,35

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАДАЧА № 9

Определить тепло, превращенное в полезную работу, и неучтенные потери в процентах в восьмицилиндровом четырехтактном дизеле, если среднее эффективное давление Pe = 7,14 • 105 Па, диаметр цилиндра D= 0,13 м, отношение S/D =1,08, угловая скорость вращения вала w= 178 рад/с, низшая теплота сгорания топлива Qhp = 4300 кДж/кг, удельный эффективный расход топлива be= 0,240 кг/(кВт. ч.) и неучтенные потери Qост = 8,6 кВт.

ЗАДАЧА № 10

Средний удельный тепловой поток через стену помещения составил q = 20,5 Вт/м2. На сколько процентов изменится количество тепла, поступающего за счет теплопередачи через стену, если при прочих равных условиях (температура наружного воздуха tв = -50С и температура воздуха внутри помещений tн =360C) добавить слой изоляции толщиной δ, с коэффициентом теплопроводимости λ?

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.10

 

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

Величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ , Вт/м 0С

0,036

0,023

0,04

0,07

0,09

0,19

0,23

0,15

0,33

0,7

δ , мм

36

32

38

40

45

50

30

25

20

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

ЗАДАЧА № 11

Определить потерю тепла вертикальным неизолированным паропроводом диаметром d = 0,1 м, высотой h = 2,5 м, если температура наружной стенки tc, а температура окружающего воздуха tж.

Задачу решить применительно к условиям свободной конвекции. Таблица 1.11

 

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

Величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tc , 0С

200

220

240

260

300

320

340

180

360

380

tж , 0С

30

32

34

36

28

26

24

22

30

28

ЗАДАЧА № 12

Определить потери тепла через воздушную прослойку толщиной δ и площадью F = 5 м2, если температуры поверхностей соответствуют t1 и t2.

Таблица 1.12

 

 

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

 

 

 

Величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

3

 

4

5

6

 

7

 

8

 

9

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t1 , 0С

400

450

 

500

 

550

600

400

 

50

 

300

 

650

 

250

t2, 0С

65

70

 

75

 

80

85

60

 

55

 

55

 

65

 

45

δ , мм

25

20

 

15

 

15

25

30

 

35

 

40

 

30

 

35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАДАЧА № 13

 

 

 

 

 

 

 

Определить расход греющего пара и требуемую площадь теплообменной

поверхности

пароводяного

подогревателя подогрева

M =

14

т/ч воды

от

t1 =10 0С до t2 = 70 0С. Давление пара P = 3 бар, степень сухости X = 0,96. Поверхность нагрева теплообменника состоит из стальных труб диаметром 24 – 30 мм с коэффициентом теплопроводности λ.

Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке α1, от стенки к воде α2 . Температуру конденсата на выходе из теплообменника принять равной температуре насыщения при давлении P. Тепловыми потерями

пренебречь.

24

Таблица 1.13

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

 

Величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

 

8

9

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α1, Вт/(м2 0С)

5000

5400

5800

6200

6600

7000

4600

 

7400

7800

4500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α2, Вт/(м2 0С)

6000

6400

6800

7200

7600

8000

5600

 

8400

8800

5500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

λ, Вт/(м2 0С)

0,5

0,7

0,9

0,4

0,6

0,8

0,5

 

0,7

0,4

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАДАЧА № 14

В масляном баке температура масла поддерживается постоянной с помощью горизонтальных обогревающих труб диаметром d = 20 мм. Определить коэффициент теплоотдачи от поверхности труб к маслу, если температура масла tж = 30 0С, а температура поверхности труб tc = 60 0С.

Расчет теплоотдачи произвести для одиночного цилиндра. Физические параметры масла при температуре 30 0С следующие:

γ= 641,2 м2/с;

λ= 0,146 Вт/(м2 0С);

Prm= 7450;

Pгс= 1320; β=8,71•10-4 1/0К.

ЗАДАЧА № 15

Цилиндрическая труба наружным диаметром d = 20 мм охлаждается поперечным потоком воды. Скорость потока w = 1 м/с. Средняя температура воды tж, а температура поверхности трубки tc.

Определить коэффициент теплоотдачи от поверхности к охлаждающей

воде.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.14

 

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

 

Величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

4

5

6

7

 

8

9

0

tж , 0С

10

15

20

 

25

30

35

40

 

45

50

55

tc , 0С

50

55

60

 

65

70

75

80

 

85

90

95

25

ЗАДАЧА № 16

Шестицилиндровый четырехтактный карбюраторный двигатель эффективной мощностью Nе = 50,7 кВт работает на топливе с низшей теплотой сгорания Qнр = 44000 кДж/кг при эффективном КПД ηе=0,26. Определить удельный эффективный расход топлива и расход охлаждающей воды, если количество тепла, потерянного с охлаждающей водой, Qохл = 62 кВт и разность температур выходящей из двигателя и входящей воды ∆t = 12 0С.

ЗАДАЧА № 17

Четырехцилиндровый четырехтактный двигатель эффективной мощностью Nе = 40 кВт работает на топливе с низшей теплотой сгорания Qнр = 4240 кДж/кг при эффективном КПД ηе= 0,35. Определить составляющие теплового баланса в кВт, если потери с охлаждающей водой, Qохл = 26 %, потеря тепла с отработавшими газами Qг = 30 % и потери тепла от неполного сгорания топлива Qнс = 5 %.

ЗАДАЧА № 18

Определить количество тепла, введенного в четырехцилиндровый четырехтактный дизельный двигатель, если среднее эффективное давление Pe = 7,25 • 105 Па, диаметр цилиндра D = 0,12 м, ход поршня S = 0,12 м, средняя скорость поршня Cм = 8 м/с, низшая теплота сгорания топлива Qнр = 42300 кДж/кг и удельный эффективный расход топлива bе = 0,252 кг/(кВт ч.).

ЗАДАЧА № 19

Определить эффективный КПД шестицилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя, если среднее эффективное давление Pe = 6,2 • 105 Па, низшая теплота сгорания топлива Qнр = 44000 кДж/кг, диаметр цилиндра D = 0,092 м, ход поршня S = 0,082 м, средняя скорость поршня Cм = 8,2 м/с и расход топлива B = 4,4• 10-3 кг/с.

ЗАДАЧА № 20

Определить расход топлива для шестицилиндрового четырехтактного дизеля, если индикаторное давление P = 7 бар. Полный объем цилиндра V= 0,79 л. Объем камеры сгорания Vс=0,07 л. Частота вращения коленчатого вала двигателя n= 2220 об/мин. Низшая теплотворность топлива Q = 42800 кДж/кг. Механический КПД равен 0,84. Эффективный КПД равен 0,35.

26

ЗАДАЧА № 21

Определить эффективную мощность и удельный эффективный расход топлива восьмицилиндрового четырехтактного двигателя, если среднее индикаторное давление Pi = 7,5 • 105 Па, степень сжатия ε = 16,5, объем камеры сгорания Vс=12• 10-5 м3, угловая скорость вращения коленчатого вала ώ = 220 рад/с, механический КПД ηм = 0,8 и расход топлива B = 1,02 • 10-2 кг/с.

ЗАДАЧА № 22

Определить удельный эффективный расход топлива шестицилиндрового четырехтактного двигателя, если среднее эффективное давление Pe = 7,2 • 105 Па, полный объем цилиндра Vа=7,9 • 10-4 м3, объем камеры сгорания Vс=6,9

• 10-5 м3,частота вращения коленчатого вала двигателя n= 37 об/с и расход топлива B = 3,8 • 10-3 кг/с.

ЗАДАЧА № 23

Определить индикаторную мощность и среднее эффективное давление четырехцилиндрового четырехтактного дизельного двигателя, если эффективная мощность Nе = 100 кВт, угловая скорость вращения коленчатого вала ώ = 157 рад/с, степень сжатия ε = 15, объем камеры сгорания Vс=2,5•10-4м3, и механический КПД ηм = 0,84.

ЗАДАЧА № 24

Определить массу воздуха, проходящего через шестицилиндровый четырехтактный дизельный двигатель, если диаметр цилиндра D = 0,15 м, ход поршня S = 0,18 м, средняя скорость поршня Cm=9 м/с, коэффициент наполнения цилиндров ηv = 0,825, плотность воздуха ρ=1,224 кг/м3.

ЗАДАЧА № 25

Определить количество тепла, введенного в шестицилиндровый четырехтактный дизельный двигатель, если среднее эффективное давление Pe = 6,8 • 105 Па, степень сжатия ε = 16,5, объем камеры сгорания Vс=12 • 10-5 м3, угловая скорость вращения вала ώ = 220 рад/с, низшая теплота сгорания топлива Qнр = 4400 кДж/кг и удельный эффективный расход топлива bе=0,25 кг/(кВт. ч.).

27

2. Задание на контрольную работу для студентов специальности

250403 – Технология деревообработки

Задание на контрольную работу содержит контрольные вопросы и задачи, номера которых студент выбирает из табл. 2.1 и 2.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.1

 

 

 

 

 

 

Варианты вопросов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Последняя цифра шифра

 

 

Задание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

3

 

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

9

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номера

1

 

2

 

5

 

 

7

 

8

 

10

 

9

 

6

4

3

контрольных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

13

 

15

 

 

20

 

18

 

17

 

19

 

16

14

12

вопросов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.2

 

 

 

 

 

 

 

Варианты задач

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Последняя цифра шифра

 

 

Задание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

9

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

9

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номера

 

11

 

12

 

13

 

14

 

15

 

16

 

17

 

18

19

20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

контрольных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

22

 

23

 

24

 

25

 

26

 

27

 

28

29

30

задач

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

 

32

 

33

 

34

 

35

 

36

 

37

 

38

39

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольные вопросы

1.Что лежит в основе интенсификации теплопередачи, и по каким направлениям она осуществляется?

2.Объясните назначение поверочного и конструктивного расчетов теплообменных аппаратов. Приведите практический пример использования того или иного вида расчета.

3.Приведите классификацию топлива, его состав. Напишите уравнения для рабочей сухой и горючей масс твердого топлива. Покажите на примере, как найти составляющие уравнения для конкретного топлива.

28

4.Что такое теплопроводность? Какая разница между высшей и низшей теплопроводностями топлива? Объясните, что такое условное топливо, и покажите, как выполнить пересчет на условное топливо.

5.Покажите технику расчета количества воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг (1 м3) твердого или жидкого топлива. Что такое коэффициент избытка воздуха?

6.Назначение и классификация котельных установок. Перечислите основные элементы котельной установки и дайте их краткую характеристику и назначение.

7.Запишите уравнение теплового баланса котельного агрегата и дайте характеристику его составляющих.

8.Приведите классификацию топочных устройств котлоагрегата и дайте их краткую характеристику.

9.Принцип действия котлов с естественной и принудительной циркуляцией.

10.Назначение и принцип действия вспомогательных поверхностей нагрева котельной установки.

11.Требования к качеству питательной воды и способы ее обработки.

12.Виды мощностей двигателей внутреннего сгорания, их характеристика.

13.Коэффициенты полезного действия и удельные расходы топлива двигателей.

14.Тепловой баланс двигателей внутреннего сгорания, расчет и характеристика его составляющих.

15.Что такое абсолютное и избыточное давление и какова связь между ними? Что понимают под нормальными физическими условиями?

16.Что такое киломоль вещества? Какая разница между универсальной и характеристической (удельной) газовой постоянными вещества? Как их вычислить для данного газа?

17.Что такое внутренняя энергия и энтальпия газа? Почему эти величины для идеального газа зависят лишь от одного параметра – температуры?

18.Какими способами можно задать газовую смесь? Какая связь между объемным и мольным составом смеси?

29

19.Объясните, почему теплоемкость при постоянном давлении больше соответствующей теплоемкости при постоянном объеме. Чему равно отношение этих величин для газов различной атомности?

20.Дайте формулировку и аналитическое выражение первого закона термодинамики. Что такое «функции состояния» и «функции процесса»? Дайте примеры этих функций.

Контрольные задачи

ЗАДАЧА № 1

На сколько больше вмещает баллон, объем которого V л, кислорода, чем водорода, при температуре 15 0С и давление по манометру P МПа, если барометрическое давление B= 750 мм рт. ст.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.3

 

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

Величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V, л

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P, МПа

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАДАЧА № 2

В баллоне объемом V л содержится воздух под избыточным давлением 13,9 МПа и при температуре -23 0С. Определить избыточное давление воздуха в баллоне после того, как температура его стала +27 0С, а также количество воздуха, которое необходимо выпустить, чтобы при температуре +27 0С давление снова упало до 13,9 МПа. Барометрическое давление принять равным

B= 750 мм рт. ст.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.4

 

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

 

 

 

Величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

 

4

5

6

7

 

8

9

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V, л

20

25

30

 

35

40

45

50

 

55

60

 

65

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

ЗАДАЧА № 3

Определить газовую постоянную и плотность газовой смеси, а также парциальное давление отдельных компонентов, если объем смеси состоит из углекислого газа, азота, водяных паров и водорода. Абсолютное давление смеси равно 0,2 МПа, а температура t 0С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.5

 

 

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

Величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO2,

%

14

10

12

15

11

13

12

13

15

14

N2, %

6

8

7

5

7

6

7

8

6

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2O, %

7

7

11

5

10

7

9

6

7

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2,

%

73

75

70

75

72

74

72

73

72

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t,

0С

200

250

300

350

400

400

350

300

250

200

ЗАДАЧА № 4

Один кг воздуха из массовых частей кислорода и массовых частей азота. Определить объемный состав воздуха, среднюю молекулярную массу, газовую постоянную, а также парциальное давление азота и кислорода, если барометрическое давление В= 0,1 МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.6

 

 

 

 

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

Величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O2,

%

23

20

10

15

12

25

30

28

24

14

N2,

%

77

80

90

85

88

75

70

72

76

86

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАДАЧА № 5

Компрессор подает сжатый воздух в резервуар, при этом давление в резервуаре, измеренное манометром, повышается от Р1 =0 до Р2, а температура от 20 до 27 0С. Определить массу воздуха, поданного компрессором в резервуар, если объем баллона V, а барометрическое давление В=750 мм рт. ст.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]