БИЛЕТ 4

1)Методика применения принципа сохранения энергии для анализа и расчёта низкотемпературных машин, аппаратов и установок.

Закон сохранения энергии: сумма всех энергетических воздействий на систему равна изменению энергии в системе.

Пример (в примере косяк: на рисунках нужно поменять местами точки 4 и 2. В билете достаточно расписать задачу с некоторыми пояснениями из самой лекции до неё)

Уравнение материального баланса для двухпоточного противоточного теплообменника.

Рисунок 16. Схема противоточного теплообменного аппарата.

Система+ ∙открытая+ ∙, стационарный= ∙ + ∙режим. Энергетический баланс:

1 2 3 4

Т.к. мы рассматриваем низкотемпературный теплообмен, то необходимо

учитывать теплопритоки из окружающей среды.

Скомпануем+ ∙ ( −потоки) =: ∙ ( − )

1 3 4 2

∙ ( 1 − 3) − теплота, которая отводится от прямого потока∙ ( 4 − 2) − теплота подводимая к обратномупотоку

«Холод» обратного потока затрачивается на охлаждение прямого потока и

компенсацию теплопритока из окружающей среды.

Рассмотрим случай, когда оба потока не претерпевают фазовых

Водяным эквивалентом (W) называется величина произведения массового

расхода+ на∙ ( среднюю− ) = изобарную∙ ( − теплоёмкость) .

1 3 4 2

При расчёте теплообменных аппаратов при заданных значениях теплофизических параметров потоков, массовых расходов и температур

потоков на входе в теплообменник необходимо определить значение температур потока на выходе из теплообменника.

В технике низких температур основной задачей теплообмена является

понижение температуры прямого потока, в то время как повышение температуры обратного потока мало интересно.

Дано, :Найти1, 2 : 3, 4

Решение:

В идеальном случае весь «холод» обратного потока затрачивается на охлаждение прямого потока и компенсацию теплопритока из окружающей среды, т.е. в идеальном случае Т4=T1. Но в следствие неидеальности теплообмена температура T4<T1 или T4+ΔT=T1, где величина T называется

недорекуперацией (недоиспользование холода обратного потока)

Рисунок 17. Иллюстрация недорекуперации на Q-T диаграмме.

Величина недорекуперации зависит от типа теплообменника, рабочих веществ потоков, а так же от температурного уровня работы теплообменника.

Чем меньше величина недорекуперации, тем более эффективным считается теплообменник.

Обычно она составляет не более 20 К, чем ниже температурный уровень, тем ниже недорекуперация.

Зная+величину∙ ( −недорекуперации) = ∙ ( −∆можно− ) решить поставленную задачу.

1 3 1 2

3 = 1 + − ∙ ( 1 − ∆ − 2)

2)Основные рабочие вещества криогенной техники. Краткая

характеристика и свойства

ИнертенАзот. почти во всех случаях, нетоксичен, не обладает магнитными свойствами, не имеет запаха.

Азот обладает наиболее низкой температурой кипения по сравнению в кислородом и аргоном

Кислород.

Химически активный газ, сильный окислитель, взрывоопасен в смесях с

углеводородами, обладает парамагнитными свойствами.

ИнертныйАргон газ, нетоксичен, не имеет цветаи запаха.