3612

ЗАДАЧА № 6

Влажный пар в количестве 1 кг со степенью сухости χ при постоянном давлении Р перегревается до температуры tn. Найти начальную температуру пара, начальные и конечные значения энтальпии, энтропии и удельного объема.

Решение задачи проиллюстрируйте на i – S диаграмме.

ЗАДАЧА № 7

Определить тепловой поток через 1 м2 кирпичной стены помещения толщиной в 2 кирпича (δ=510 мм) с коэффициентом теплопроводности λ=0,8 ккал/м · ч · град. Температура воздуха внутри помещения tж1; коэффициент теплоотдачи к внутренней поверхности стенки ά1; температура наружного воздуха tж2 = –30 0С; коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стены, обдуваемой ветром, ά2 = 20 ккал/м2 · ч · град. Вычислить также температуры на поверхности стены tс 1 и tс2.

32

ЗАДАЧА № 8

Паропровод диаметром d1/d2=160/170 мм покрыт слоем изоляции толщиной δ=100 мм с коэффициентом теплопроводности, зависящим от температуры следующим образом: λиз=0,062 (1+0,363 · 10–2 t) ккал/м ·ч град.

Определить потери тепла с 1 пог. м паропровода, если температура наружной поверхности трубы tС2, а температура внешней поверхности изоляции не должна превышать 50 0С.

Определить температуру стенки t´с1, которую будет иметь этот провод, если его покрыть каучуковой изоляцией толщиной δ=2 мм, а силу тока в проводе сохранить без изменений. Коэффициент теплопроводности каучука λ=0,15 ккал/м · ч · град. Коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к потоку воздуха ά2 .

ЗАДАЧА № 10

Вычислить потери тепла в единицу времени с 1м2 поверхности горизонтального теплообменника, корпус которого имеет цилиндрическую форму и охлаждается свободным потоком воздуха. Наружный диаметр корпуса теплообменника d = 400мм, температура поверхности tС =370 0С и температура воздуха в помещении tЖ = 30 0С. Тепловое излучение не учитывать.

ЗАДАЧА № 11

1 кг водяного пара с температурой t1 адиабатно расширяется от абсолютного давления Р1 до давления Р2. Пользуясь i – S диаграммой, найти удельный объем, энтальпию и энтропию в начале и конце расширения.

Таблица 2.13

ЗАДАЧА № 12

Определить температуру воздуха в помещении, если температура внутренней поверхности сиены t1, температура наружного воздуха t2. Коэффициент теплоотдачи с внутренней и наружной сторон соответственно составляют ά1 = 9 вт/м2 · 0С, ά2 = 20 вт/м2 · 0С, толщина стены δ, коэффициент теплопроводности λ = 0,87 вт/ м· 0С.

34

ЗАДАЧА № 13

Найти потери тепла через кладку камеры сгорания площадью F = 8 м2. Кладка выполнена в виде плоской стенки толщиной δ из кирпича с коэффициентом теплопроводности λ = 0,84 вт/ м· 0С.

ЗАДАЧА № 14

Определить толщину слоя паропровода, если при температуре внутренней ее поверхности t1 наружная поверхность диаметром d2 = 0,5 м имеет температуру t2.

Коэффициент теплоотдачи к окружающему воздуху ά2 = 15 вт/м2 · 0С, температура воздуха tВ = 20 0С, коэффициент теплопроводности изоляции λ .

Таблица 2.16

ЗАДАЧА № 15

Определить потери тепла через воздушную прослойку толщиной δ = 25 мм и площадью F = 5 м2, если температуры поверхностей соответствуют t1 = 400 0С и t2 = 65 0С.

ЗАДАЧА № 16

В процессе политропного сжатия 3 кг окиси углерода к нему подводится Q кДж тепла и затрачивается работа L кДж. Определить показатель политропы, изменение внутренней энергии, а также конечные параметры газа, если его начальная температура 27 0С, а абсолютное давление 0,1 МПа. Изобразить процесс в PV– и TS – координатах.

ЗАДАЧА № 17

Определить длину расширяющейся части сопла Лаваля, через которое происходит истечение воздуха с начальным давлением 1,6 МПа и температурой t 0С в количестве 0,6 кг/с в среду с давлением 0,1 МПа. Угол конусности принять равным 100, скоростной коэффициент сопла – 0,93. Скоростью на входе в сопло пренебречь.

36

ЗАДАЧА № 18

Определить коэффициент теплоотдачи при течении воздуха по трубе диаметром d мм. Средняя температура воздуха tВ 0С, давление 760 мм рт. ст., расход М =45 кг/ч. Относительная длинна трубы l/d > 50.

ЗАДАЧА № 19

Определить скорость истечения воздуха через сопло Лаваля, если начальное давление его 0,8 МПа, а температура – t 0С. Давление среды, куда происходит истечение 0,1 МПа. Скоростной коэффициент сопла – 0,92. Скоростью на входе в сопло пренебречь.

ЗАДАЧА № 20

Определить количество тепла, которое отдает горизонтальный трубопровод диаметром d м, в окружающую среду излучением и конвекцией (в условиях свободного движения воздуха), если температура поверхности tС 0С, степень черноты поверхности трубопровода ε1 = 0,8, температура воздуха tВ = 30 0С.

Как изменится суммарный коэффициент теплопередачи, если при прочих неизменных условиях степень черноты поверхности довести до ε2 = 0,24?

Таблица 2.22

37

ЗАДАЧА № 21

Определить толщину слоя изоляции паропровода, если при температуре внутренней поверхности t1 0С наружная поверхность диаметром d2 м имеет температуру t2 = 70 0С. Коэффициент теплоотдачи к окружающему воздуху ά2 вт/м2 0С, температура воздуха tВ = 20 0С, коэффициент теплопроводности изоляции λ = 0,15 вт/м 0С.

ЗАДАЧА № 22

Определить потери тепла через воздушную прослойку толщиной δ мм и площадью F м2, если температуры поверхностей соответственно t1 0С и t2 = 65 0С.

ЗАДАЧА № 23

Определить потерю тепла вертикальным неизолированным паропроводом диаметром d м, высотой h = 2,5 м, если температура наружной стенки tС 0С, а температура окружающего воздуха tж = 30 0С.

Задачу решить применительно к условиям свободной конвекции.

ЗАДАЧА № 24

Определить КПД цикла паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, если начальное давление пара – P1 МПа, температура – t1 0С, пар дросселируется до давления – 3 МПа, а конечное давление остается прежним. Задачу решить с помощью IS – диаграммы.

ЗАДАЧА № 25

Продукты сгорания имеют следующий объемный состав: углекислый газ, кислород, окись углерода и азот. Определить массовый состав, газовую постоянную, плотность и удельный объем смеси, если абсолютное давление смеси 0,5 МПа, а температура 27 0С.

39

ЗАДАЧА № 26

Воздух с начальным давлением 0,2 МПа и температурой t 0С вытекает через суживающиеся сопло в среду с давлением 0,1 МПа. Определить скорость и параметры воздуха на выходе из сопла, а также площадь выходного сечения, если расход воздуха m кг/с. Потерями, теплообменом со стенками и скоростью на входе в сопло пренебречь.

ЗАДАЧА № 27

Определить теоретическую мощность, затрачиваемую на привод одноступенчатого поршневого компрессора при политропном сжатии воздуха (n = 1,2), если производительность его при давлении 0,1 МПа и температуре t 0С составляет Q м3/с, а конечное давление 0,5 МПа. Определить также расход охлаждающей воды, если температура ее повышается в рубашке на 15 0С.

Таблица 2.29

ЗАДАЧА № 28

Определить теоретическую мощность привода одноступенчатого поршневого компрессора при адиабатическом сжатии воздуха, если производительность его при давлении 0,1 МПа и температуре 18 0С составляет Q м3/с, а конечное давление P2 МПа.

ЗАДАЧА № 29

Определить необходимое количество ступеней поршневого компрессора для сжатия воздуха до давления Р2 МПа, если начальное давление его 0,1 МПа и температура t1 0С при условии, что конечная температура не должна превышать 200 0С и сжатие происходит по политропе с показателем 1,3. Изобразить процессы сжатия и охлаждения в PV – и TS – диаграммах.

Таблица 2.31

ЗАДАЧА № 30

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