Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы МЧС России

Теплотехника

МЧС России
Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы
А.А. Кузьмин, Н.Н. Романов, Е.Ф. Харитонова
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
ПО ТЕПЛОТЕХНИКЕ
Санкт-Петербург
2015

Стоимость выполнения контрольной работы по теплотехнике уточняйте при заказе.

Контрольная работа
Задание 1. Газовые смеси и теплоемкость
Смесь газов находится в газовом баллоне (или в газгольдере). В результате пожара температура газовой смеси изменилась от t₁ до t₂. Найти количество теплоты Q, подведенное к газовой смеси, а также физические величины, характеризующие газовую смесь до и после нагревания.
Задание 2. Термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора
Поршневой z-ступенчатый компрессор зарядной станции производительностью G, г/с, наполняя баллоны, сжимает газ по политропе с показателем n до давления P_к, МПа. Начальные параметры газа P₀, кПа, и t₀, ⁰С. Считать значения степеней сжатия для всех ступеней компрессора одинаковыми и, кроме того, после каждой ступени происходит охлаждение газа в холодильнике до начальной температуры t₀. Вода в холодильнике нагревается на ∆t_в (теплоемкость воды C_р=4190 Дж/кг∙⁰C).
Требуется определить:
• степень сжатия в каждой ступени;
• температуру, давление и удельный объем газа в каждой ступени сжатия;
• теоретическую (без учета потерь и влияния «мертвого» объема цилиндров) мощность, потребляемую компрессором;
• расход охлаждающей воды в холодильнике.
Задание 3. Термодинамический расчет цикла двигателя внутреннего сгорания
Цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания пожарного автомобиля имеет следующие характеристики:
• степень сжатия ε;
• степень повышения давления λ;
• степень предварительного расширения ρ;
• начальное давление P₁;
• начальная температура t₁.
Принимая в качестве рабочего тела 1 кг продуктов горения с удельной теплоемкостью при постоянном объеме c_v и молярной массой μ, необходимо определить:
• параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла (давление, температуру, удельный объем, внутреннюю энергию);
• теплоту, работу, изменение внутренней энергии для каждого из процессов, входящих в цикл;
• работу цикла, термический КПД, сравнив его с коэффициентом полезного действия цикла Карно, имеющего одинаковые по сравнению с расчетным циклом максимальное и минимальное значения температур.
Вычертить график цикла в полулогарифмическом масштабе на миллиметровой бумаге, размер – половина формата А4.
Задание 4. Конвективный теплообмен
Горизонтально расположенный неизолированный электропровод диаметром d и длиной L охлаждается воздухом, температура которого равна t_f. Определить коэффициент теплоотдачи от поверхности провода к воздуху, тепловой поток и допустимую силу тока в электропроводе. Температура провода по условиям пожарной безопасности не должна превышать t_w.
Задачу решить для двух случаев:
1) воздух неподвижен;
2) поток воздуха обдувает провод со скоростью потока w, а угол атаки потока составляет ψ.