Материал: 3612

16

Количество подведенной теплоты находим по формуле при условии ρ = 1

q1 = cv Tа εk-1 (λ – 1 + n2 – k/ n2 –1 λ (ε1-n2 -1)) = 0,718• 300 • 91,4-1 (4-1+ [1,3 – 1,4] / (1,3 – 1) • 4 (91-1,3 - 1)) = 1,89 МДж/кг.

Степень повышения давления, соответствующая этому количеству теплоты

λ Отто = 1 + q1/ cv Tа εk-1 = 1 +1,89•103/0,718• 300 • 91,4-1 = 4,644; ηt Отто = 1 – 1/ εk-1 = 1 – 1/91,4-1 = 0,585;

pt Отто = pa εk (λ Отто – 1) ηt / (k-1)(ε - 1) = 0,08 •91,4 (4,644 – 1) • 0,585 / (1,4- 1)(9-1)=1,155МПа.

17

1. Задание на контрольную работу для студентов специальности

190601 – Автомобили и автомобильное хозяйство

Задание на контрольную работу содержит контрольные вопросы и задачи, номера которых студент выбирает из табл. 1.1.

Контрольные вопросы

1.Перечислите элементарные виды теплообмена и дайте их краткую характеристику.

Дайте разъяснения понятиям: температурное поле, температурный градиент, тепловой поток.

2.Объясните физический смысл коэффициента теплопроводности и укажите, от чего он зависит.

На какие группы делятся материалы в зависимости от величины коэффициента теплопроводности, какие материалы составляют эти группы?

3.Изобразите графически характер распределения температуры по толщине плоской трёхслойной стены для стационарного теплового режима при следующих соотношениях коэффициентов теплопроводности материала каждого слоя:

λ1 : λ2 : λ3 = 2:1:1,5,

приняв толщины слоёв одинаковыми.

4. Что такое линейный коэффициент теплопередачи через цилиндрическую стенку?

18

5.Изобразите график изменения температур теплоносителей при прямоточной и противоточной схемах движений теплоносителей при следующих соотношениях полных расходных теплоносителей (водяных эквивалентов):

а) греющий теплоноситель – насыщенный пар (при Р = const); нагреваемый теплоноситель – газ;

б) греющий теплоноситель – газ; нагревающий теплоноситель – кипящая вода (при Р = const)

6.Объясните преимущества и недостатки противоточной и прямоточной схем движения теплоносителей в теплообменных аппаратах. В каких случаях указанные схемы равнозначны?

7.Объясните влияние скорости и диаметр на теплоотдачу при турбулентном течении жидкости в трубах.

8.Дайте физический смысл конвективного теплообмена. Влияние свободного и вынужденного режимов движения на конвективный теплообмен. Что такое коэффициент теплоотдачи, его физический смысл и размерность?

9.Перечислите факторы, влияющие на конвективный теплообмен, объясните характер их влияния.

10.С какой целью при изучении вопросов теплоотдачи вводятся числа подобия? Назовите числа теплового и гидродинамического подобия, объясните их смысл.

11.Что такое обобщенное уравнение и какова его роль в теплотехнических расчетах? Как использовать эти уравнения? Ответ на вопрос проиллюстрировать на примере.

12.Что такое критический коэффициент теплоотдачи и критический тепловой напор при кипении жидкости? При каком режиме кипения эти величины имеют место? Каково практическое значение теплоотдачи и теплового напора?

13.Перечислите факторы, влияющие на теплоотдачу при конденсации пара, и объясните, в чем состоит их влияние на коэффициент теплоотдачи.

14.Объясните природу теплового излучения, дайте понятия черного, белого и прозрачного тел. Что такое плотность потока излучения, падающее и собственное излучение, эффективное и результирующее излучение?

19

15.Изложите основное содержание законов Планка и Вина, их практическое приложение.

16.Дайте краткое содержание законов Кирхгофа и Стефана-Больцмана и приведите пример их практического использования.

17.Объясните динамику лучистого теплообмена между телами без экранов и с экранами.

18.Дайте краткую характеристику лучистого теплообмена в газах. Чем отличается лучистый теплообмен газов и твердых тел?

19.В чем сущность сложного теплообмена? Коэффициент теплопередачи.

20.В каких случаях применяют оребрение поверхностей теплообмена и почему? Приведите пример использования оребрения на практике и объясните причину его применения.

Контрольные задачи ЗАДАЧА № 1

Определить молекулярную массу, газовую постоянную, плотность и удельный объем при нормальных физических условиях, а также объемный состав смеси, если задан ее массовый состав: азота, водорода, метана, кислорода, окиси углерода и углекислого газа.

ЗАДАЧА № 2

В цилиндре диаметром d мм содержится 1 л воздуха при избыточном движении 0,2 МПа и температуре 27 0C. Наружное давление B= 750 мм рт. ст. До какой температуры следует нагреть воздух в цилиндре, чтобы движущийся без трения поршень поднялся на h мм при постоянном давлении в цилиндре?

ЗАДАЧА № 3

В воздухоподогреватель котельной установки поступает 5 м3/ с воздуха при температуре 25 0C и избыточном давлении 500 мм рт. ст. Определить скорость воздуха после подогревателя, если площадь поперечного сечения воздуховода f м2. Температура подогретого воздуха равна t 0C. Барометрическое давление B= 750 мм рт. ст.

ЗАДАЧА № 4

Баллон емкостью V л с открытым вентилем имеет массу M1 , кг. После того, как компрессором в него был добавлен воздух, масса баллона увеличилась до M2 = 86 кг. Определить конечное давление воздуха в баллоне, если температура воздуха в начале и в конце сохранилась постоянной, равной 20 0C, а барометрическое давление B= 750 мм рт. ст.