теплотехника СХА раздел 3 часть2
в каталог |
страница 1 |
страница 2 |
43. Определить зависимость термического к.п.д. паротурбинной установки от начальных параметров пара, если при начальных и конечных давлениях, равных соответственно p1 = 30 кГ/см2 и р2 = 0,04 кГ/см2, пар перед турбиной: а) имеет сухость x = 0,9, б) сухой насыщенный; в) перегретый до температуры 450° С.
44. Паротурбинная установка работает по циклу Ренкина с начальными параметрами p1 = 100 кГ/cm2 и t = 530°C. Давление в конденсаторе р2 = 0,04 кГ/см2 . Определить термический к.п.д. установки и сравнить его с термическим к.п.д. цикла Карно в том же интервале температур.t
45. В камере хранения скоропортящегося сырья хлебозавода установлены плоские охлаждающие батареи, в которых циркулирует водный раствор хлорида натрия (рассол). Определить плотность теплового потока от воздуха к рассолу, если температура в холодильной камере tк = 40С, средняя температура рассола tж = -50С, коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке батареи а1 = 25 Вт/(м2·К), от рассола к стенке а2 = 5000 Вт/(м2·К), коэффициент теплопроводности стальной стенки λ = 50 Вт/(м2·К) и толщина стенки δ = 1,5 мм.
46. Определить плотность теплового потока от воздуха к водному раствору хлорида кальция (рассолу), циркулирующему в плоской батарее камеры хранения скоропортящегося сырья хлебозавода, если стенка батареи покрылась слоем льда толщиной δ = 5 мм. Температура в холодильной камере tк = 40С, средняя температура рассола tж = -50С, коэффициент теплоотдачи от воздуха ко льду а1 = 10 Вт/(м2·К), коэффициент теплоотдачи от рассола к стенке а2 = 5000 Вт/(м2·К), коэффициент теплопроводности льда λ = 2,25 Вт/(м2·К), коэффициент теплопроводности стальной стенки λ1 = 32 Вт/(м2·К) и толщина стенки δ = 1,5 мм.
47. Плоская кирпичная стенка хлебопекарной печи с одной стороны омывается продуктами сгорания топлива с температурой t1 = 1300°С, а с другой – воздухом помещения с температурой t2 = 20°С. Коэффициент теплоотдачи конвекцией равны соответственно а1 = 150 Вт/(м2·К) и а2 = 50 Вт/(м2·К). Коэффициент теплопроводности стенки λ = 0,6 Вт/(м2·К), толщина стенки δ = 755 мм. Кроме теплоотдачи конвекцией со стороны продуктов сгорания на стенку падает лучистый тепловой поток, часть которого qлуч = 1000 Вт/м2 поглощается поверхностью стенки. Определить плотность теплового потока, проходящего через стенку.
48. Какую среднюю температуру должен иметь пар в рубашке аппарата, чтобы при расходе теплоты на процесс Q = 180 кДж/с поддерживать температуру продукта t2 = 900С? Площади контакта стенок аппарата с продуктом и паром, находящимся в рубашке, F = 2 м2. Толщина стальной стенки аппарата δ = 3 мм, коэффициент теплопроводности λ = 50 Вт/(м2·К), коэффициент теплоотдачи от пара к стенке а1 = 10000 Вт/(м2·К) и коэффициент теплоотдачи от стенки к продукту а2 = 2000 Вт/(м2·К).
49. Какую площадь оребрения нужно сделать, чтобы в 10 раз увеличить поток теплоты от горячей воды, проходящей в плоском нагревателе площадью F= 1 м2 к воздуху помещения с температурой t2= 20°С? Средняя температура горячей воды t1 = 90°С, коэффициенты теплоотдачи к стенке нагревателя а1 = 4000 Вт/(м2·К) и коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху помещения а2 = 50 Вт/(м2·К), толщина стенки δ = 2 мм, коэффициент теплопроводности λ = 50 Вт/(м2·К) и коэффициент эффективности ребер равен 1.
50. Плоская тонкая пластина длиной l = 2,5 м омывается потоком воздуха со скоростью wx = 3 м/сек при температуре tf = 20° С. Определить характер пограничного слоя и его толщину δ на расстоянии от передней кромки пластины x = 0,2l; х = 0,5l и x = 1.
51. Гладкая плита длиной l= 1,5 м и шириной h = 1 м обдувается продольным потоком воздуха со скоростью ω = 5 м/сек. Определить средний по длине коэффициент теплоотдачи и количество теплоты, отданное плитой воздуху, если температура поверхности плиты t = 110°С, а температура обдувающего потока воздуха t = 20° С.
52. Тонкая пластина длиной l = 2 м и шириной h = 0,5 м с обеих сторон омывается продольным потоком воды со скоростью ω = 5 м/сек; температура набегающего потока t = 10°С, средняя температура поверхности пластины t = 50°С. Определить средний по длине коэффициент теплоотдачи и количество теплоты, отдаваемое пластиной воде.
53. Определить коэффициент теплоотдачи и тепловой поток на единицу длины в поперечном потоке воздуха для трубы диаметром d = 30 мм, если температура ее поверхности tW = 80°C, температура воздуха t = 20° С и скорость ω = 5 м/сек.
54 . Воздушная холодильная машина производит лед при температуре t = -3°С из воды с температурой t = 10°C. Всасываемый в компрессор воздух имеет температуру t = -10°C, давление р = 0,098 МПа и сжимается до давления р = 0,4 МПа. Затем воздух поступает в холодильник и там охлаждается до температуры t = 20 °С. Расход воздуха равен 1000 м3/час. Определить холодильный коэффициент, мощность, потребляемую для привода компрессора и массу полученного льда.
55. Определить мощность двигателя холодильной машины, если температура охлаждаемого помещения tохл = -10°С, окружающей среды t0 = 25°С при холодопроизводительности 150 000 ккал/ч. Максимальное давление воздуха p2 = 5 кГ/см2, p1 = 1 кГ/см2. Представить цикл в Ts-диаграмме.
56. Компрессор аммиачной холодильной установки имеет теоретическую мощность 40 кВт. Из компрессора сухой насыщенный пар аммиака при температуре t2 = 25°С направляется в конденсатор, после которого жидкость в дроссельном вентиле расширяется. Температура испарения аммиака в охлаждаемой среде t1 = -10°С. Определить холодопроизводительность установки.
57. Сравнить холодопроизводительность, холодильный коэффициент и теоретическую мощность двигателя холодильной установки, работающей без переохлаждения, с установкой, где производится переохлаждение конденсата. Компрессор всасывает сухой насыщенный пар фреона-12 при температуре -10° С и сжимает его адиабатически до давления 5,78 кГ/см2. Пройдя через конденсатор и переохладитель, пар превращается в жидкость с температурой t= 10°C. Холодопроизводительность Qо=150 000 ккал/ч. Решить задачу, пользуясь диаграммой i-lg р.
58. Воздушная холодильная машина должна обеспечить температуру в охлаждаемом помещении tохл = -5° С при температуре окружающей среды tо = 20°С. Холодопроизводительность машины 200 000 ккал/ч. Давление воздуха на выходе из компрессора р2 = 5 кГ/см2; в холодильной камере р1 = 1 кГ/см2. Определить мощность двигателя для привода машины, расход воздуха, холодильный коэффициент и количество тепла, передаваемое окружающей среде. Подсчитать холодильный коэффициент машины, работающей по циклу Карно в том же интервале температур. Представить цикл в Ts-диаграмме.
59. Воздушная холодильная установка имеет холодопроизводительность 200 000 ккал/ч. Параметры воздуха на выходе из холодильной камеры p1 = 1 кГ/см2 и t1 = -3° С. После сжатия воздух имеет давление 4 кГ/см2, температура окружающей среды 20° С. Определить температуру воздуха после расширения, мощность компрессора и детандера, холодильный коэффициент. Определить холодильный коэффициент обратного цикла Карно в том же интервале температур.
60. Воздух, имеющий параметры φ = 40%, t= 22°С и расход 1000 кг/ч, нагревается в поверхностном теплообменнике до t= 38°С. Определить энтальпию и относительную влажность воздуха после нагрева и полный расход теплоты. Изобразить процесс в id-диаграмме влажного воздуха.
61. Воздух с параметрами φ = 40%, t =22°С охлаждается в поверхностном теплообменнике до t = 5°С. Определить количество отведенной теплоты и отведенной влаги, если расход воздуха составляет 1000 кг/ч. Изобразить процесс в i-d-диаграмме влажного воздуха.
62. 1 кг воздуха потока А с параметрами φ =50%, d =5 г/кг смешивается с 4 кг воздуха потока В с параметрами i = 48 кДж/кг, t = 20°С. Определить параметры смешанного воздуха φ, i. Изобразить процесс в id-диаграмме влажного воздуха.
63. Для осушивания воздуха его продувают через слой вещества, поглощающего влагу (алюмогель, силикагель). Начальное состояние воздуха задано параметрами t = 15°C, d = 8 г/кг св. Определить температуру воздуха на выходе из подсушивающего устройства, если воздух при этом имеет влагосодержание d2 = 2 г/кг с. в. Теплообмен с окружающей средой отсутствует.
64. Состояние влажного воздуха при температуре 20°С определяется с помощью гигрометра, которым измерена температура точки росы, равная 10°С. Определить относительную влажность φ, влагосодержание d и энтальпию i влажного воздуха по id-диаграмме.
65. B сушильной установке производится подсушка топлива с помощью воздуха при атмосферном давлении. От начального состояния с температурой t = 20°C и относительной влажностью φ = 40% воздух предварительно подогревается до температуры 80° С и далее направляется в сушилку, где в процессе осушивания топлива охлаждается до 35° С. Рассчитать необходимое количество тепла q для испарения 1 кг влаги, параметры воздуха на выходе из сушильной камеры и количество воды, которое отбирает каждый килограмм сухого воздуха от топлива по id-диаграмме. Считать, что тепловые потери отсутствуют.
66. Воздух (приближенно считая, что он является смесью только азота и кислорода) имеет следующий объемный состав: rN2 = 79,0%; rО2 = 21,0%. Определить весовые доли азота и кислорода в воздухе; вычислить газовую постоянную и кажущийся молекулярный вес воздуха.
67. В сосуде находится смесь газов, образовавшаяся в результате смешения 10 кг азота, 13 кг аргона и 27 кг двуокиси углерода. Определить мольный состав смеси, ее удельный объем при нормальных условиях, кажущийся молекулярный вес смеси и газовую постоянную, отнесенную к одному нормальному кубическому метру.
68. Сосуд разделен перегородкой на две части, объемы которых равны V1 = 1,5 м3 и V2 = 1,0 м3. В части V1 содержится двуокись углерода СО2 при давлении Р1 =5 кГ/см2 и температуре t = 30° С, а в части V2 - кислород O2 при р2= 2 кГ/см2 и t2= 57°С. Определить массовые и объемные доли СO2 и O2, кажущийся молекулярный вес смеси и ее газовую постоянную, после того как перегородка будет убрана и процесс смешения закончится.
69. Вычислить коэффициенты а и b уравнения Ван-дер-Ваальса, исходя из критических параметров для кислорода: ркр= 49,7 кГ/см2; tkp = -118,82° С.
70. Вычислить значения констант уравнения Ван-дер-Ваальса с помощью критических параметров для воды, равных: ркр= 225,65*104 кГ/м2; υкр = 0,00326 м3/кг, tкр = 374,15° С.
Автор страницы: admin