Задача 1 (Теплотехника) Смешать 5л.азота и 1л кислорода. Сколько молекул азота приходится на одну молекулу кислорода
Скачать решение задачи 1 (Теплотехника)
Задача 2 (Теплотехника) Содержание радиоактивного калия (порядковый номер 40) в природной смеси изотопов калия 0,0119 процентов, а остальная масса составляет калий (порядковый номер 39). Подсчитать среднюю атомную массу природного калия.
Скачать решение задачи 2 (Теплотехника)
Задача 3 (Теплотехника) V1, м3, газа при абсолютном давлении p1 температуре t1°С расширяется до увеличения объема в ? раз. Определить параметры конечного состояния газа, количество теплоты, работу, а также изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессах: а) изотермическом, б) адиабатном при k = 1,4; в) политропном при показателе политропы n=1,47. Принять cv=0,7 кДж/(кг*К) и Rг=290 Дж/(кг*К). Процессы изобразить (совместно) в pv - и Ts - диаграммах. Данные для расчета выбрать из табл. 5, по двум последним цифрам шифра.
Исходные данные:
V1 = 0,03 м3
e = 13
P1 = 6,7МПа
t1 = 2130°С
Скачать решение задачи 3 (Теплотехника)
Задача 4 (Теплотехника) В изобарном процессе расширения к 1 кг водяного пара начального давления p1 и степени сухости x1 подводится q1, кДж/кг, теплоты. Определить, пользуясь hs - диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Изобразить процесс в pv - и Ts - диаграммах. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 6, по двум последним цифрам шифра.
Исходные данные:
P1 = 7 МПа
x1 = 0,92
q1 = 470 кДж/кг
Скачать решение задачи 4 (Теплотехника)
Задача 5 (Теплотехника) Смесь, состоящая из киломолей азота и киломолей кислорода с начальными параметрами P1 = 1 МПа T1 = 1000К расширяется до давления P2. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем n. Определить газовую постоянную смеси, ее массу и начальный объем, конечные параметры смеси, работу расширения и теплоту, участвующую в процессе.
Дать сводную таблицу результатов и анализ ее. Показать процессы в рv- и Ts-диаграммах. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 1.
Указание. Показатель адиабаты, а следовательно, и теплоемкости Ср и Сv следует принять постоянными, не зависящими от температуры.
Дано:
M1 = 0,7
M2 = 0,3
P2 = 0,57 МПа
n = 0,8
Скачать решение задачи 5 (Теплотехника)
Задача 6 (Теплотехника) 1 кг водяного пара с начальным давлением P1 и степенью сухости х, изотермически расширяется; при этом к нему подводится теплота q. Определить, пользуясь hs-диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Решить также задачу, если расширение происходит изобарно. Изобразить процессы в рv-, ТS- и hs-диаграммах.
Дано:
P1 = 6 МПа
x1 = 0,91
q = 470 кДж/кг
Скачать решение задачи 6 (Теплотехника)
Задача 7 (Теплотехника) 1 кг воздуха совершает работу в обратном цикле Карно при температурах верхнего t1, и нижнего t2 источника тепла. Наивысшее давление составляет Р1, а наинизшее Р3. Определить параметры в характерных точках цикла, работу цикла L, количество подведенной теплоты q1 и отведенной q2 теплоты и термический КПД цикла. Показание адиабаты для воздуха принять равным k = 1,41. Изобразить цикл на pv и TS диаграммах
номер цифры
Дано
t1 = 1100 C
t2 = 200 C
P1 = 6 МПа
P3 = 0,11 МПа
Скачать решение задачи 7 (Теплотехника)
Задача 8 (Теплотехника) m газа расширяется политропно с показателем политропы n от начального состояния с параметрами Р1 и t1 до конечного давления Р2. Определить теплоту Q1 работу L, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Считаем, что с = const. Изобразить цикл на pv диаграмме без соблюдения масштаба
Дано
газ O2 (кислород)
m = 60 кг
n = 1
P1 = 0,4 МПа
t = 15 C
P2 = 2 МПа
Скачать решение задачи 8 (Теплотехника)
Задача 9 (Теплотехника) Плоская стальная стенка толщиной б1 (л1= 40 Вт/м*К) с одной стороны омывается газами; при этом коэффициент теплоотдачи равен a1. С другой стороны стенка изолирована от окружающего воздуха плотно прилегающей к ней пластиной толщиной б2 (л2 = 0,40 Вт/м*К). Коэффициент теплоотдачи от пластины к воздуху равен a2. Определить тепловой поток q1 Вт/м2 и температуры t1, t2 и t3 поверхностей стенок, если температура продуктов сгорания tr, а воздуха - tв. Данные для решения задачи выбрать из табл. 5.
Исходные данные вар 2
б1 = 7 мм
a1 = 40 Вт/м2 •К
tr = 370°С
б2 = 14 мм;
a2 = 7 Вт/м2 •К
tВ = 20°С
Скачать решение задачи 9 (Теплотехника)
Задача 10 (Теплотехника) Воздух течет внутри трубы, имея среднюю температуру tв, давление р1 = 1 МПа и скорость w. Определить коэффициент теплоотдачи от трубы к воздуху (a1), а также удельный тепловой поток, отнесенный к 1м длины трубы, если внутренний диаметр трубы d1, толщина ее б и теплопроводность л1 = 20 Вт/(м*К). Снаружи труба омывается горячими газами. Температура и коэффициент теплоотдачи горячих газов, омывающих трубу, соответственно равны tr, ф2. Данные, необходимые для решения задачи выбрать из табл. 6. Физические параметры сухого воздуха для определения ?1 взять из приложения 2.
Исходные данные вар 2
tr = 600°С
w = 6 м/c;
?2 = 40 Вт/м2 •К
tВ = 130°С
d1 = 60 мм
б = 4 мм;
Скачать решение задачи 10 (Теплотехника)
Задача 11 (Теплотехника) В сосуде смесь воздуха и углекислоты. Объем сосуда V = 0,15 м?, количество воздуха М1 =2,5 кг, углекислоты М2 = 1,5 кг, температура смеси tМ = 20°С. Найдите парциальное давление компонентов Р1, газовую постоянную смеси Rсм, давление смеси Р.
Скачать решение задачи 11 (Теплотехника)
Задача 12 (Теплотехника) Начальный объем воздуха V1 = 0,05 м?, с начальной температурой t1 = 570°С расширяется при постоянном давлении до объема V2 = 0,1 м3, вследствии сообщения ему теплоты Q = 516 кДж. Определить конечную температуру t2, давление газа Р, МПа в процессе и работу расширения L, кДж.
Скачать решение задачи 12 (Теплотехника)
Задача 13 (Теплотехника) Начальное состояние пара характеризуется параметрами Р1 =1 МПа, х = 0,85. Какое количество тепла необходимо подвести к пару при постоянном объеме, чтобы температура пара возросла до t2 =300°С (приложение А)
Скачать решение задачи 13 (Теплотехника)
Задача 14 (Теплотехника) Необходимо найти давление и объем в характерных точках цикла двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при Р – const, а также его термический КПД и полезную работу L (кДж). Построить цикл в координатах Р – v.
Дано
Р1 =0,11 МПа
e = 14
p = 1,2
d = 0,3м – диаметр цилиндра
S = 0,25м – ход поршня.
Рабочее тело воздух. Теплоемкость считать постоянной.
Скачать решение задачи 14 (Теплотехника)
Задача 15 (Теплотехника) Определите низшую теплоту сгорания и объем воздуха, поступающего в топку для сжигания угля данного состава по рабочей массе. Коэффициент избытка воздуха а = 1,4, температура воздуха t = 20°C, часовой расход воздуха В = 450кг/ч. Cp= 32,8; Hp = 2,4; Op = 9,9; Np = 0,6; Sp = 2,9; Ap = 18,4, Wp = 33.
Скачать решение задачи 15 (Теплотехника)
Задача 16 (Теплотехника) По известному массовому составу продуктов сгорания и их параметрам -давлению P1 и температуре t1 определите:
1. Среднюю молекулярную массу и газовую постоянную смеси.
2. Плотность и удельный объем при заданных и нормальных условиях.
3. Парциальное давление CO2
Исходные данные
Массовые доли компонентов смеси
m(CO2) =18,8
m (H2O) =13,6
m(N2) =67,6
t1 =175°С
P1 =1,1атм.
Скачать решение задачи 16 (Теплотехника)
Задача 17 (Теплотехника) Сжатие воздуха в компрессоре происходит:
а) по изотерме;
б) по адиабате;
в) по политропе с показателем n.
Масса сжимаемого воздуха т, начальное давление =0,1 МПа, начальная температура степень повышения давления X. Определите величину теоретический работы и мощности компрессора, а также изменение внутренней энергии и энтропии при сжатии для всех вариантов процессов. Теплоемкость воздуха считать 0,723 кДж/(кг-К) постоянной. Построите диаграмму процессов сжатия в координате Р-v, на одном графике.
Исходные данные
n = 1,26;
m = 50 кг;
Х = 6
t1 =30°С
Скачать решение задачи 17 (Теплотехника)
Задача 18 (Теплотехника) Покажите сравнительным расчетом целесообразность одновременного повышения начальных параметров и снижения конечного давления пара для паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, определив термический КПД цикла и теоретический удельный расход пара для двух различных значений начальных параметров - давления и температуру t, конечного давления Р2 определите степени сухости пара Х2 в конце расширения в обоих случаях.
Покажите сравнительный анализ на диаграмме пара в координате T-S.
Исходные данные
P1 =60ат;
t1 =425°С
P2 =0,4ат;
P1/ =150ат;
t1/ =600°С;
P2/ =0,6ат;
Скачать решение задачи 18 (Теплотехника)
Задача 19 (Теплотехника) Наружная стена здания сделана из красного кирпича с коэффициентом теплопроводности л=0,8Вт/(м2-°С), толщина стены б. Температура воздуха в помещении - t1 наружного - t2. Определите, пренебрегая лучистым теплообменом, коэффициент теплопередачи, удельную потерю тепла через стенку и температуру обеих поверхностей стенки по заданным коэффициентам теплоотдачи с обеих сторон и
Исходные данные
б = 150мм;
t1 =28°С;
t2 =5 °С;
a1 =13 Вт/(м2-°С);
a2 =35 Вт/(м2-°С);
Скачать решение задачи 19 (Теплотехника)
Задача 20 (Теплотехника) Определите эффективную мощность 4-х тактного двигателя внутреннего сгорания Nэф по его конструктивным характеристикам, среднему индикаторному давлению P1, и механическому КПД. Какова теоретически будет мощность двухтактного двигателя с теми же параметрами?
Исходные данные
D = 100 мм;
S = 100 мм;
n = 2250 об/мин;
Z = 4;
Pa = 8,6 ат.;
nm = 0,84.
Скачать решение задачи 20 (Теплотехника)
Задача 21 (Теплотехника) Произвести теоретическое исследование одного из следующих циклов для 1 кг воздуха.
В процессе исследования:
1. Определить аналитически параметры воздуха во всех характерных точках цикла. Результаты расчета проверить по Т-s диаграмме.
2. Для каждого процесса рассчитать работу l количество теплоты q, изменение внутренней энергии du, энтальпии dh, энтропии dt и коэффициент распределения теплоты ф. В расчете принять ср = 1000 Дж/кг*К, k=1,4.
3. Построить цикл в координатах рv и Тs в масштабе (по характерным точкам).
4. Определить для цикла количество подведенной и отведенной теплоты, а также n, du, dt, ds.
5. Сравнить термический к.п.д. рассматриваемого цикла и цикла Карно в том же интервале температур.
6. Для каждого процесса дать схему распределения энергии, а также показать площади в координатах pv и Ts, соответствующие du, dt, q, l.
Исходные данные:
P1 = 1,4 атм;
P2 = 9,5 атм;
T1 = 300 К;
T3 = 600 К;
n1 = 1,32
n2 = k
Скачать решение задачи 21 (Теплотехника)
Задача 22 (Теплотехника) В пищеварительный котел типа КПП (котел пищеварочный паровой) емкостью V м? загружены продукты состав которых выражен массовыми долями gi. Коэффициент загрузки котла равен K3. В пароводяную рубашку котла пар массой mn подводится из производственной котельной через редукционный (понижающий) клапан. Давление паров в паропроводе P0. После редукционного клапана давление пара устанавливается равным P1, степень сухости x1. Вследствии затраты теплоты на процесс варки пар конденсируется и конденсат удаляется из пароводяной рубашки. Определить:
1. pcm и ccm - соответственно среднюю плотность и среднюю теплоемкость рабочей смеси;
2.m1 - массу загружаемых продуктов в отдельности;
3.rs - объемные доли загружаемых продуктов;
Параметры состояния пара в пароводяной рубашке котла:
1. v1 - удельный объем влажного насыщенного пара;
2. t1 - температуру пара
3. t1 - энтальпию пара в пароводяной рубашке Дж/кг;
4. Qn - количество теплоты на варку продукта, Дж;
5. Qk - теплоту теряемую с конденсатом %;
Дано:
Вода g1 = 0,43
Мясо g2 = 0,2
Кости q3 = 0,12
Овощи q4 = 0,22
Специи q5 = 0,03
V = 0,065 м3;
K3 = 0,77
P0 = 2 МПа
P1 = 0,14 МПа
x1 = 0,85
mn = 110
Скачать решение задачи 22 (Теплотехника)
Задача 23 (Теплотехника) В поршневом компрессоре производительностью G происходит сжатие воздуха начального давления P1 до конечного со степенью повышения давления в каждой ступени компрессора. Начальная температура воздуха равна T1. Сжатие воздуха в каждой ступени компрессора происходит по политропе с показателем n и охлаждением воздуха в промежуточном холодильнике до начальной температуры (в случае многоступенчатого компрессора). Определить параметры воздуха (P, v, T) в каждой ступени компрессора в начале и конце сжатия; работу сжатия Lсж; а также эффективную мощность привода N0 и работу Lnp, затраченную на привод компрессора. Представить процесс в р-v и T-S координатах.
Дано:
P1 = 105 кПа
T1 = 25 C
pi = 4,5
G = 1,1 кг/с
n = 1,4
z = 1
n = 0,7
Скачать решение задачи 23 (Теплотехника)
Задача 24 (Теплотехника) Используя диаграмму «IgP-i» для фреона - 13 определить параметры узловых точек компрессионной холодильной установки. Компрессор установки всасывает перегретый пар при помощи t1 и давлении P1 и сжимает его по адиабате до давления P2.
Затем из компрессора пары фреона поступают в конденсатор, где превращаются в насыщенную жидкость при давлении P2. Проходя через регулируемый вентиль, фреон дросселируется с пониженным давлением до P1, после чего поступает в испаритель, где отбирая тепло от охлаждаемого тела, испаряется при постоянном давлении P1 и температуре t1 и слегка перегретый до t1 поступает на всасывание компрессора. Определить: работу цикла lц, полную хладопроизводительность Qn, холодильный коэффициент установки e, тепловую нагрузку на конденсатор q, работу и теоретическую мощность Ne компрессора установки. Построить цикл в p-v, T-S и р-i координатах.
Дано:
t1 = -8 C
P1 = 0,8 бар
P2 = 22 бар
G = 0,1 кг/с
Скачать решение задачи 24 (Теплотехника)
Задача 25 (Теплотехника) Определить тепловой поток Q из паровой рубашки теплового агрегата типа КПЭ в окружающее пространство через боковые стенки, а также распределение температур на стенках теплового агрегата
Рисунок – Схема теплопередачи через боковую стенку теплового агрегата типа КПЭ.
Дано: диаметр котла d = 500 мм, высота корпуса H = 450 мм, толщина корпуса б1 = 3,5 мм, толщина теплоизоляции б2 = 45, толщина наружного кожуха б2 = 1,5, коэффициент теплопроводности материала корпуса л1 = 60 Вт/м*К кожуха изоляции л2 = 0,05 Вт/м*К. Температура пароводяной смеси Т1 = 395 К, температура наружного воздуха T2 = 280 K, степень черноты e = 0,66.
Скачать решение задачи 25 (Теплотехника)
Задача 26 (Теплотехника) Определить полный тепловой поток от стенок труб к воде, которая движется в поперечном направлении в межтрубном пространстве кожухотрубчатого аппарата, заполненное фреоном
Дано:
Диаметр аппарата D = 500 мм, диаметр труб d = 24 мм, число труб n = 14, длина аппарата L = 1,9 м. Температура поверхности труб t1 = 15 C, воды t2 = 10 C скорость движения воды W = 0,6 м/с, плотность воды p = 1000 кг/м3
Скачать решение задачи 26 (Теплотехника)
Задача 27 (Теплотехника) В политропном процессе от 1 кг газа отведено наружу Q (количество теплоты) = 1,5*10^3 кДж, при этом температура изменилась до Т2 = 360 К. Начальные параметры газа: давление Р1 = 2,98*10^5 Па, температура Т1 = 480 К, состав – Не.
Определить: показатель процесса n; начальные и конечные параметры состояния газа; изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии; работу газа. Изобразить процесс в Р-? и Т-S координатах.
Скачать решение задачи 27 (Теплотехника)
Задача 28 (Теплотехника) Вертикальный трубопровод диаметром d и высотой h смывается поперечным потоком воздуха углом со скоростью w м/c. Температура воздуха t2, температура трубы t1. Определить тепловой поток от стенок трубы к воздуху.
Дано:
d = 40 мм
h = 5 м
t1 = 60 C
t2 = 10 C
W = 2 м/c
a = 25 град
Рисунок – Исходная заданная схема теплопередачи
Скачать решение задачи 28 (Теплотехника)
Задача 29 (Теплотехника) Природный газ с температурой 300 С находится в стальном газгольдере вместимостью V под давлением P1. В результате выпуска газа давление в газгольдере упало до P2, а температура снизилась до 150 С. Определить массу газа, выпущенного из газгольдера, если барометрическое давление равно 0,1025 МПа (770 мм. рт. ст.) Месторождение газа и ёмкость газгольдера выбирают по таблице 1 в соответствии с последней цифрой шифра студента.
Данные таблицы 1
Месторождение газа Ставропольское V =600 м3
Начальное р1 и конечное р2 давления в газгольдере выбирают по таблице 2 в соответствии с последней цифрой шифра студента.
Состав и теплота сгорания сухого газа могут быть приняты по данным таблицы 3.
Для определения абсолютного давления газа необходимо учесть барометрическое давление.
Данные таблицы 2
р1 =0,65МПа
р2 =0,04МПа
Скачать решение задачи 29 (Теплотехника)