[vsesdal]
Количество страниц учебной работы: 14,10
Содержание:
“Задача 1
Газ, массой m, при начальном давлении р1 и начальной температуре t1 расширяется по политропе до конечного давления р2 и конечной температуры t2. Определить начальный и конечный объемы, показатель политропы, работу расширения, изменение внутренней энергии, количество подведенной теплоты и изменение энтропии.
Дано:
Рабочий газ – водяной пар Н2О;
Масса m = 2,2 кг;
Начальное давление р1 = 1,2 МПа;
Начальная температура t1 = 320 °С (Т1 =593 К);
Конечное давление р2= 0,15 МПа;
Конечная температура t2 = 20 °С (Т2 = 293 К);
Молярная масса = 18 кг/кмоль;
Универсальная газовая постоянная кислорода: = 8,314/18 = 462 Дж/(кг•К).
Задание № 4.
Определить теоретическую работу на привод одноступенчатого и трехступенчатого компрессоров при сжатии воздуха до давления р2. Начальное давление p1 и температура t1. Показатель политропы для всех ступеней n. Определить работу на 1м3 воздуха и температуру сжатия в одноступенчатом, трехступенчатом и четырех ступенчатом компрессорах. Оценить уменьшение затрат работы при переходе от одноступенчатого к четырехступенчатому компрессору.
Дано:
Начальное давление p1 = 0,15 МПа;
Начальная температура t1 = 25 0С (Т1 = 298 K);
Конечное давление р2 = 10,0 МПа;
Показатель политропы n =1,2.
Задание 1.
Теплота газообразных продуктов горения топлива передается через стенку котла кипящей воде. На поверхности стенки заданы граничные условия третьего рода.
Температура газов tf1; температура воды tf2 ; коэффициент теплоотдачи от газов к стенке ?1; коэффициент теплоотдачи от стенке к воде ?2.
Требуется определить термические сопротивления , [(м2К)/Вт], коэффициенты теплопередачи h, [Вт/(м2К)] и количество теплоты q, [Дж], передаваемое от газов к воде через 1 м2 поверхности стенки в секунду для следующих случаев:
а) стенка стальная, совершенно чистая, толщина 82, [мм]; ?2 =50 Вт/(м К);
б) стенка стальная, со стороны воды покрыта слоем накипи толщиной 83, [мм]; ?3 =2,0 Вт/(м К);
в) случай (б), дополнительное условие: на поверхности накипи имеется слой масла толщиной 84, [мм]; ?4 = 0,1 Вт/(м К);
г) случай (в), дополнительное условие: со стороны газов стенка покрыта слоем сажи толщиной 81, [мм]; ?1 = 0,2 Вт/(м К)
Приняв количество теплоты для случая а) за 100%, определить в процентах количество теплоты для всех остальных слоев.
Определить температуру tw всех слоев стенки для случая г).
Дано:
Температура газов tf1 =1000 0С;
Температура воды tf2 =180 0С;
Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке ?1 = 140 Вт/(м2 К);
Коэффициент теплоотдачи от стенке к воде ?2 =2500 Вт/(м2К).
а) 82 = 12 мм, ?2 =50 Вт/(м К);
б) 83 = 4 мм, ?3 =2,0 Вт/(м К);
в) 84 = 1 мм, ?4 = 0,1 Вт/(м К);
г) 81 = 1 мм, ?1 = 0,2 Вт/(м К).
Задание № 2
В теплообменнике типа «труба в трубе» (см. рис. 1) необходимо нагреть воздух с массовым расходом m2 [кг/с] от температуры t’2 [0C] до температуры t””2 [°С]. Теплота передается от дымовых газов с начальной температурой t’1 [°С] и конечной t””1. Дымовые газы движутся по внутренней стальной трубе диаметром d2/d1 =304/300 мм. Воздух движется по кольцевому зазору противотоком к дымовым газам. Внутренний диаметр внешней трубы d3 = 504 мм.
Определить площадь теплообмена A, длину теплообменной поверхности l и суммарную мощность N, необходимую на преодоление гидравлического сопротивления при движении теплоносителей по каналам теплообменника.
Дано:
Массовый расход воздуха m2 = 1,2 кг/с;
Начальная температура t’2 =25 0C;
Конечная температура t””2 =200 0C;
Начальная температура дымовых газов t’1 = 650 0C;
Конечная температура дымовых газов t””1 = 350 0C;
Внутренний диаметр внутренней стальной трубы d1 = 0,300 м;
Наружный диаметр внутренней стальной трубы d2 = 0,304 м;
Коэффициент теплопроводности материала трубы ?с = 46 Вт/(м К);
Воздух движется по кольцевому зазору противотоком к дымовым газам; Внутренний диаметр внешней трубы d3 = 0,504 м.
Задание № 3
Стенка трубопровода диаметром d [мм] нагрета до температуры t1 [°C] и имеет коэффициент теплового излучения ?1. Трубопровод помещен в канал сечением bxh [мм], поверхность которого имеет температуру t2 [°С] и коэффициент лучеиспускания с2 [Вт/(м2 К4)]. Рассчитать приведенный коэффициент лучеиспускания спр и потери теплоты Q трубопроводом за счет лучистого теплообмена.
Дано:
Диметр трубопровода d = 300 мм;
Температура стенки трубы t1 = 520 0С (Т1 = 793 К);
Коэффициент теплового излучения ?1 = 0,8 (бетон);
Температура канала t2 = 150 0С (Т2 = 423 К);
Коэффициент лучеиспускания канала с2 = 3,75 Вт/(м2 К4);
Сечение канала bхh = 360×500 мм.
Задание № 2
Расчитать суммарный потребляемый расход теплоты предприятием, если теплота расходуется на технологические нужды , отопление , вентиляцию , горячее водоснабжение
Принять постоянными значениями: теплоемкость горячей воды Св = 4200 [Дж/(кг К)]; средняя температура воздуха внутри п
омещения tвн = 18 °С; расчетная наружная температура воздуха, tнар = 8 °С; расход горячей воды на технологические и хозяйственно-бытовые нужды Gв=100 кг/с.
Дано:
удельный расход теплоты на выработку продукции qi = 1,4 ГДж/т;
производительность предприятия рi =23 т/ч;
удельная отопительная характеристика здания, q0 =750 Вт/(м3 К);
объем отопительных зданий по наружному обмеру, Vн =70?103 м3;
удельная вентиляционная характеристика здания, qв =0,5 Вт/(м3 К);
средняя температура горячей воды, = 94°С;
температура холодной воды tх.в. =20°С.
”
Учебная работа № 187641. Контрольная Термодинамика. Вариант 3. 6 заданий
Выдержка из похожей работы
Термодинамика и термохимия
…..e temperature, electrical energy,
chemical energy, etc. Chemical and physical processes are almost invariably
accompanied by energy changes, and results of considerable importance have been
obtained studying the laws underlying these changes. It is this study of energy
transformation which constitutes the subject matter of thermodynamics. Although
thermodynamics may appear to be somewhat theoretical in nature, the two laws
have led to results of fundamental importance to chemistry, as well as to
physics.
Conservation
of Energy: The First Law of Thermodynamics.
Many attempts
have been made from time to time to realize “perpetual motion”, that
is, the continuous production of mechanical work without supplying an
equivalent amount of energy from another source. The failure of all such
efforts has led to the universal acceptance of the principle of conservation of
energy. This principle has been stated in many forms, but essentially they
amount to the fact that although energy can be converted from one form to
another, it cannot be created or destroyed or, alternatively, whenever a
quantity of one kind of energy is produced, an exactly equivalent amount of
other kinds must disappear. It is evident that perpetual motion, in the
generally accepted sense of the term, would be contrary to this principle, for
it would involve the creation of energy. Further, the exact equivalence of
mechanical or electrical work and heat, as found by Joule and others, is a
necessary consequence of the same principle.
The law of
conservation of energy is purely the result of experience, no exception to it
having as yet been found. The assumption that it is of universal applicability
is the basis of the first law of thermodynamics. This law can be stated in any
of the ways given above for the principle of the conservation of energy, or
else it may be put in the following form. The total energy of a system and its
surroundings must remain constant, although it may be changed from one form, to
another.
Heat
Changes in Chemical Reactions.
The subject of
thermochemistry deals with the heat changes accompanying chemical reactions. As
will be seen shortly the laws of thermochemistry are based-largely on the
principle of the conservation of energy or the first law of thermodynamics.
Different substances have different amounts of internal (chemical) energy, and
so the total energy of the products of a reaction is generally different from
that of the reactants; hence, the chemical change will be accompanied by the
liberation or absorption of energy, which may appear in the form of heat. If
heat is liberated in the reaction the process is said to be exothermic, but if
heat is absorbed it is described as endothermic. The majority of, although not
all, chemical reactions which go to virtual completion at ordinary temperatures
are exothermic in character, since they are accompanied by an evolution of
heat. If a chemical reaction is associated with a volume change, as is
particularly the case for many processes involving the combination of gases,
the magnitude of the heat change will depend on whether the reaction is carried
out at constant pressure or at constant volume. Since many reactions normally
occur at constant (atmospheric) pressure it is the usual pract…