Материал: 3612
21
ЗАДАЧА № 5
В 1 м3 сухого воздуха содержится по объему кислород и азот. Определить массовый состав воздуха, молекулярную массу, газовую постоянную, а также парциальные давления кислорода и азота, если барометрическое давление равно 0,1 МПа.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.6 |
||
|
|
|
|
|
Предпоследняя цифра шифра |
|
|
|||||
Величины |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|||
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O2, |
% |
25 |
30 |
28 |
24 |
14 |
12 |
15 |
10 |
20 |
23 |
|
N2, |
% |
75 |
70 |
72 |
76 |
86 |
88 |
85 |
90 |
80 |
77 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАЧА № 6
Определить производительность охлаждаемого компрессора (n = 1,5) при сжатии воздуха с начальным давлением 0,1 МПа и температурой 20 0C до давления P2 МПа, если фактически затрачиваемая мощность на привод N кВт, а изотермический КПД компрессора 0,9.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.7 |
|
|
|
|
|
Предпоследняя цифра шифра |
|
|
|||||
Величины |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
P2, МПа |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
|
0,7 |
0,8 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N, кВт |
40 |
50 |
60 |
|
70 |
80 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАЧА № 7
Воздух с начальным давлением 1 МПа и температурой t 0C вытекает через суживающееся сопло в среду с давлением 0,1 МПа. Расход воздуха m кг/с. Определить выходной диаметр сопла, если его скоростной коэффициент – 0,92. Скоростью воздуха на входе в сопло пренебречь.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.8 |
||
|
|
|
|
Предпоследняя цифра шифра |
|
|
|||||
Величины |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||
|
|||||||||||
t, 0C |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
20 |
60 |
50 |
40 |
30 |
|
m, кг/с |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
6 |
5 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22
ЗАДАЧА № 8
В процессе политропического расширения 2 кг воздуха к нему подводится Q кДж тепла, а внутренняя энергия увеличивается на 300 кДж. Определить показатель политропы, работу расширения, а также конечные параметры воздуха, если начальная температура его 30 0C, а абсолютное давление Pабс МПа. Изобразить процессы в PV- и TS- координатах.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.9 |
|
|
|
|
|
Предпоследняя цифра шифра |
|
|
||||
Величины |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q, кДж |
600 |
500 |
400 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pабс, МПа |
0,5 |
0,45 |
0,40 |
0,35 |
0,30 |
0,35 |
0,40 |
0,45 |
0,50 |
0,55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАЧА № 9
Определить тепло, превращенное в полезную работу, и неучтенные потери в процентах в восьмицилиндровом четырехтактном дизеле, если среднее эффективное давление Pe = 7,14 • 105 Па, диаметр цилиндра D= 0,13 м, отношение S/D =1,08, угловая скорость вращения вала w= 178 рад/с, низшая теплота сгорания топлива Qhp = 4300 кДж/кг, удельный эффективный расход топлива be= 0,240 кг/(кВт. ч.) и неучтенные потери Qост = 8,6 кВт.
ЗАДАЧА № 10
Средний удельный тепловой поток через стену помещения составил q = 20,5 Вт/м2. На сколько процентов изменится количество тепла, поступающего за счет теплопередачи через стену, если при прочих равных условиях (температура наружного воздуха tв = -50С и температура воздуха внутри помещений tн =360C) добавить слой изоляции толщиной δ, с коэффициентом теплопроводимости λ?
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.10 |
|||
|
|
|
|
Предпоследняя цифра шифра |
|
|
|||||
Величины |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λ , Вт/м 0С |
0,036 |
0,023 |
0,04 |
0,07 |
0,09 |
0,19 |
0,23 |
0,15 |
0,33 |
0,7 |
|
δ , мм |
36 |
32 |
38 |
40 |
45 |
50 |
30 |
25 |
20 |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23
ЗАДАЧА № 11
Определить потерю тепла вертикальным неизолированным паропроводом диаметром d = 0,1 м, высотой h = 2,5 м, если температура наружной стенки tc, а температура окружающего воздуха tж.
Задачу решить применительно к условиям свободной конвекции. Таблица 1.11
|
|
|
|
Предпоследняя цифра шифра |
|
|
|||||
Величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tc , 0С |
200 |
220 |
240 |
260 |
300 |
320 |
340 |
180 |
360 |
380 |
|
tж , 0С |
30 |
32 |
34 |
36 |
28 |
26 |
24 |
22 |
30 |
28 |
|
ЗАДАЧА № 12
Определить потери тепла через воздушную прослойку толщиной δ и площадью F = 5 м2, если температуры поверхностей соответствуют t1 и t2.
Таблица 1.12
|
|
|
|
|
Предпоследняя цифра шифра |
|
|
|
|
|
||||||
Величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
|
4 |
5 |
6 |
|
7 |
|
8 |
|
9 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t1 , 0С |
400 |
450 |
|
500 |
|
550 |
600 |
400 |
|
50 |
|
300 |
|
650 |
|
250 |
t2, 0С |
65 |
70 |
|
75 |
|
80 |
85 |
60 |
|
55 |
|
55 |
|
65 |
|
45 |
δ , мм |
25 |
20 |
|
15 |
|
15 |
25 |
30 |
|
35 |
|
40 |
|
30 |
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАЧА № 13 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Определить расход греющего пара и требуемую площадь теплообменной |
||||||||||||||||
поверхности |
пароводяного |
подогревателя подогрева |
M = |
14 |
т/ч воды |
от |
||||||||||
t1 =10 0С до t2 = 70 0С. Давление пара P = 3 бар, степень сухости X = 0,96. Поверхность нагрева теплообменника состоит из стальных труб диаметром 24 – 30 мм с коэффициентом теплопроводности λ.
Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке α1, от стенки к воде α2 . Температуру конденсата на выходе из теплообменника принять равной температуре насыщения при давлении P. Тепловыми потерями
пренебречь.
24
Таблица 1.13
|
|
|
Предпоследняя цифра шифра |
|
|
|
|||||
Величины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
8 |
9 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α1, Вт/(м2 • 0С) |
5000 |
5400 |
5800 |
6200 |
6600 |
7000 |
4600 |
|
7400 |
7800 |
4500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α2, Вт/(м2 • 0С) |
6000 |
6400 |
6800 |
7200 |
7600 |
8000 |
5600 |
|
8400 |
8800 |
5500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λ, Вт/(м2 • 0С) |
0,5 |
0,7 |
0,9 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
0,5 |
|
0,7 |
0,4 |
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАЧА № 14
В масляном баке температура масла поддерживается постоянной с помощью горизонтальных обогревающих труб диаметром d = 20 мм. Определить коэффициент теплоотдачи от поверхности труб к маслу, если температура масла tж = 30 0С, а температура поверхности труб tc = 60 0С.
Расчет теплоотдачи произвести для одиночного цилиндра. Физические параметры масла при температуре 30 0С следующие:
γ= 641,2 м2/с;
λ= 0,146 Вт/(м2 • 0С);
Prm= 7450;
Pгс= 1320; β=8,71•10-4 1/0К.
ЗАДАЧА № 15
Цилиндрическая труба наружным диаметром d = 20 мм охлаждается поперечным потоком воды. Скорость потока w = 1 м/с. Средняя температура воды tж, а температура поверхности трубки tc.
Определить коэффициент теплоотдачи от поверхности к охлаждающей
воде. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.14 |
|
|
|
|
|
Предпоследняя цифра шифра |
|
|
|
|||||
Величины |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
7 |
|
8 |
9 |
0 |
|
tж , 0С |
10 |
15 |
20 |
|
25 |
30 |
35 |
40 |
|
45 |
50 |
55 |
tc , 0С |
50 |
55 |
60 |
|
65 |
70 |
75 |
80 |
|
85 |
90 |
95 |
25
ЗАДАЧА № 16
Шестицилиндровый четырехтактный карбюраторный двигатель эффективной мощностью Nе = 50,7 кВт работает на топливе с низшей теплотой сгорания Qнр = 44000 кДж/кг при эффективном КПД ηе=0,26. Определить удельный эффективный расход топлива и расход охлаждающей воды, если количество тепла, потерянного с охлаждающей водой, Qохл = 62 кВт и разность температур выходящей из двигателя и входящей воды ∆t = 12 0С.
ЗАДАЧА № 17
Четырехцилиндровый четырехтактный двигатель эффективной мощностью Nе = 40 кВт работает на топливе с низшей теплотой сгорания Qнр = 4240 кДж/кг при эффективном КПД ηе= 0,35. Определить составляющие теплового баланса в кВт, если потери с охлаждающей водой, Qохл = 26 %, потеря тепла с отработавшими газами Qг = 30 % и потери тепла от неполного сгорания топлива Qнс = 5 %.
ЗАДАЧА № 18
Определить количество тепла, введенного в четырехцилиндровый четырехтактный дизельный двигатель, если среднее эффективное давление Pe = 7,25 • 105 Па, диаметр цилиндра D = 0,12 м, ход поршня S = 0,12 м, средняя скорость поршня Cм = 8 м/с, низшая теплота сгорания топлива Qнр = 42300 кДж/кг и удельный эффективный расход топлива bе = 0,252 кг/(кВт ч.).
ЗАДАЧА № 19
Определить эффективный КПД шестицилиндрового четырехтактного карбюраторного двигателя, если среднее эффективное давление Pe = 6,2 • 105 Па, низшая теплота сгорания топлива Qнр = 44000 кДж/кг, диаметр цилиндра D = 0,092 м, ход поршня S = 0,082 м, средняя скорость поршня Cм = 8,2 м/с и расход топлива B = 4,4• 10-3 кг/с.
ЗАДАЧА № 20
Определить расход топлива для шестицилиндрового четырехтактного дизеля, если индикаторное давление P = 7 бар. Полный объем цилиндра V= 0,79 л. Объем камеры сгорания Vс=0,07 л. Частота вращения коленчатого вала двигателя n= 2220 об/мин. Низшая теплотворность топлива Q = 42800 кДж/кг. Механический КПД равен 0,84. Эффективный КПД равен 0,35.