Материал: Z841 Цветков ОБ Прикладной тепломассообмен

–решения иллюстрировать схемами и графиками (если требуется по условию);

–в тексте работы приводить ссылки на использованную литературу, а в конце контрольной работы – список использованной литературы.

Таблицы и диаграммы свойств рабочих веществ, указанных в задачах, приведены в [7–10].

Контрольная работа подписывается студентом. Прием контрольных работ на рецензию прекращается за 10 дней до начала ла- бораторно-экзаменационной сессии.

Для бакалавров 2-го курса направления 16.03.03 по дисциплине «Термодинамика и тепломассообмен»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ТЕРМОДИНАМИКЕ

Задача 1. Газ сжимается в компрессоре по политропе с показателем n. В начальном состоянии давление газа p1 и температура t1, в конечном состоянии давление p2. Масса газа М = 10 кг.

Определить параметры газа в начальном и конечном состояниях, работу и теплоту процесса, изменение внутренней энергии и энтропии. Найти работу компрессора в адиабатном, политропном и изотермическом процессах.

Принять показатель адиабаты k = 1,4; среднюю массовую изохорную теплоемкость Cv = 0,723 кДж/(кг К). Для определения удельной газовой постоянной использовать уравнение Майера.

Изобразить политропный процесс в p–v и T–s-координатах (без масштаба). На этих же рисунках показать также изобарный, изотермический, адиабатный и изохорный процессы, имеющие начальное состояние в точке 1.

Номер варианта и исходные данные для расчета определяют по последней цифре шифра:

Задача 2. Паросиловая установка (ПСУ) работает по циклу Ренкина. В турбину поступает водяной пар с температурой t1 и давлением p1. На выходе из турбины давление p2, расход пара М = 10 кг/с.

Определить параметры (p, t, v, h, s, x) узловых точек цикла, подведенную и отведенную теплоту, работу цикла, термический коэффициент полезного действия и мощность установки.

Изобразить схему установки и цикл в диаграммах p–v, T–s и h–s; показать графически теплоту и работу цикл. Параметры узловых точек определить двумя способами: 1) с помощью диаграммы; 2) по таблицам термодинамических свойств холодильного агента (или путем расчета, когда это необходимо).

Параметры точек цикла свести в таблицу.

__________

*Параметры, определенные по диаграмме.

**Параметры, определенные по таблицам или полученные расчетом.

Номер варианта и исходные данные для расчета определяют по последней цифре шифра:

Задача 3. Паровая компрессионная холодильная машина работает по циклу с дросселированием, перегревом перед компрессором и переохлажднием после конденсатора. Температура кипения хладагента в испарителе - t0. В компрессор поступает холодильный агент в состоянии перегретого пара с температурой t1. Температура конденсации хладагента в конденсаторе tк. Хладагент перед дросселированием (регулирующим вентилем) охлаждается до температуры t5.

12

Определить параметры: давление, температуру, удельный объем, удельную энтальпию, удельную энтропию, степень сухости (p, t, v, h, s, x) узловых точек цикла, подведенную и отведенную теплоту, работу, теоретическую мощность привода компрессора, полную холодопроизводительность и холодильный коэффициент, если массовый расход циркулирующего хладагента М = 0,2 кг/с.

Изобразить схему установки, представить цикл в координатах p–v, T–s и ln p–h. Параметры узловых точек определить двумя способами: 1) с помощью диаграммы; 2) по таблицам термодинамических свойств холодильного агента (или путем расчета, когда это необходимо). Параметры ненасыщенной переохлажденной жидкости после конденсатора (кроме давления) определить условно по таблицам для насыщенной жидкости по температуре переохлаждения t5.

Параметры точек цикла свести в таблицу:

_______

* Параметры, определенные по диаграмме.

**Параметры, определенные по таблицам или полученные расчетом.

Номер варианта и исходные данные для расчета определяют по последней цифре шифра:

Задача 4. Влажный воздух состояния 1 и массой сухого воздуха М охлаждается сначала до температуры точки росы (состояние 2), затем до температуры t3 (состояние 3). Далее (после отвода конденсата) насыщенный влажный воздух состояния 3 нагревается до первоначальной температуры t1 (состояние 4).

Определить параметры влажного воздуха: парциальное давление водяного пара, давление насыщения при заданной температуре, относительную влажность, влагосодержание, удельную энтальпию, степень насыщения (pп , pн , , d, h, ,) всех названных состояний, а также теплоту, подведенную к воздуху при нагревании и отведенную при охлаждении.

Параметры воздуха определить двумя способами: 1) с помощью диаграммы h–d; 2) расчетом по формулам для влажного воздуха с использованием таблиц термодинамических свойств водяного пара и насыщенного влажного воздуха. Решение сопроводить пояснениями. Процессы нагревания и охлаждения изобразить в диаграмме h–d (без масштаба). Давление атмосферного воздуха принять равным давлению, для которого построена диаграмма h–d.

Параметры влажного воздуха свести в таблицу:

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ

Задача 1. Стена камеры холодильника, выполненная из слоя кирпича толщиной 2 и слоя изоляции толщиной 3, с двух сторон покрыта слоем штукатурки толщиной 1 = 4 = 20 мм.

Температура наружного воздуха tв1, в камере tв2. Коэффициент теплоотдачи от наружного воздуха к поверхности стены 1 , от внутренней поверхности стены к воздуху в камере 2 .

Определить общее и частные термические сопротивления, коэффициент теплопередачи, плотность теплового потока и количество теплоты, проходящее через стенку высотой 4 м и длиной 8 м в течение суток. Определить также температуры поверхностей всех слоев и построить график распределения температур по толщине стенки (без масштаба).

Коэффициенты теплопроводности материалов стенки приведены в таблице:

15