Теоретические основы тепло- и хладотехники

Министерство образования и науки Российской Федерации
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий
Цветков О.Б. Лаптев Ю.А.
Теоретичекие основы
тепло- и хладотехники
Термодинамика
и тепломассоперенос
Санкт-Петербург
2015

Выполняем контрольные работы на стр.11 в методичке и на стр.22 в методичке.

Стоимость выполнения контрольных работ уточняйте при заказе.

Контрольная работа на стр.11

Задача 1
Сухой насыщенный пар хладагента R22 массой при температуре адиабатно сжимается до давления. Определить с помощью таблиц и диаграмм параметры начального и конечного состояний R22, а также работу, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии процесса.

Задача 2
Температура влажного воздуха t=10C и относительная влажность фи=35%. Определить его параметры: парциальное давление водяного пара, давление насыщения при заданной температуре, влагосодержание, удельную энтальпию, степень насыщения, точку росы двумя способами: 1) с помощью диаграммы h-d; 2) расчетом по формулам с использованием таблиц термодинамических свойств водяного пара или насыщенного влажного воздуха. Давление атмосферного воздуха принять равным давлению, для которого построена используемая диаграмма h-d.

Задача 3
Стена камеры холодильника, выполненная из слоя кирпича толщиной дельта2 и слоя изоляции толщиной дельта3, с двух сторон покрыта слоем штукатурки толщиной дельта1 = дельта4 = 20 мм.
Температура наружного воздуха tв1, в камере tв2. Коэффициент теплоотдачи от наружного воздуха к поверхности стены альфа1, от внутренней поверхности стены к воздуху в камере альфа2.
Определить общее и частные термические сопротивления, коэффициент теплопередачи, плотность теплового потока и количество теплоты, проходящее через стенку высотой 4 м и длиной 8 м в течение суток. Определить также температуру поверхностей всех слоев и построить график распределения температуры по толщине стенки (без масштаба).

Задача 4
Определить температуры в центре и на поверхности пшеничного батона через час после того, как его вынули из печи.
Начальная температура батона tнач=250C, температура воздуха в помещении tв=20C, коэффициент теплоотдачи от поверхности батона к воздуху альфа=10 Вт/м2 К.
Батон условно имеет форму цилиндра диаметром d=2r=60 мм , длина которого во много раз больше его диаметра. Теплофизические свойства батона: коэффициент теплопроводности лямбда=0,224 Вт/м К, коэффициент температуропроводности альфа=24,3 м2/с.

Задача 5
Плоская чугунная батарея водяного отопления высотой h=0,5 м и длиной l=0,8 м нагревает воздух в помещении.
Определить лучистый, конвективный и общий тепловые потоки от поверхности батареи к воздуху при стационарном режиме, если температура воздуха в помещении tв=18C, температура наружной поверхности батареи tв=50C. Степень черноты чугуна e=0,8.

Контрольная работа на стр.22

Задача 1
В компрессоре сжимают воздух. Процесс сжатия осуществляют: по изотерме, адиабате и политропе с показателем n. В начальном состоянии давление воздуха p1 и температура t1; после сжатия – давление p2. Масса воздуха М = 10 кг.
Определить для трех названных процессов: объем газ в начальном и конечном состояниях, температуру в конечном состоянии, работу процесса сжатия, количество теплоты, изменение внутренней энергии и энтропии. Сравнить работу каждого процесса сжатия и работу компрессора, в котором этот процесс происходит.
Принять: показатель адиабаты k = 1,4; среднюю массовую изохорную теплоемкость Cv = 0,723 кДж/(кг К). Для определения удельной газовой постоянной использовать уравнение Майера.
Дать совмещенное изображение всех процессов в координатах p–v и T–s (без масштаба). В координатах p–v показать работу компрессора для рассмотренных процессов сжатия.

Задача 2
Паровая компрессионная холодильная машина работает по циклу с дросселированием. Температура кипения хладагента в испарителе t0. В компрессор поступает холодильный агент в состоянии перегретого пара с температурой t1. Температура конденсации хладагента в конденсаторе tк. Хладагент перед дросселированием (регулирующим вентилем) охлаждается до температуры t5.
Определить параметры: давление, температуру, удельный объем, удельную энтальпию, удельную энтропию, степень сухости (p, t, v, h, s, x) узловых точек цикла, подведенную и отведенную теплоту, работу, теоретическую мощность привода компрессора, полную холодопроизводительность и холодильный коэффициент, если массовый расход циркулирующего хладагента М = 5 кг/с.
Изобразить схему установки, представить цикл в координатах p–v, T–s и lnp–h. Параметры узловых точек определить двумя способами: 1) с помощью диаграммы; 2) по таблицам термодинамических свойств холодильного агента (или путем расчета, когда это необходимо). Параметры ненасыщенной переохлажденной жидкости после конденсатора (кроме давления) определить условно по таблицам для насыщенной жидкости по температуре переохлаждения t5.

Задача3
Внутри стальной трубы длиной l=5 м, наружный диаметр которой dнар и толщина стенки дельтаст, движется трансформаторное масло с температурой tж1. Труба расположена в помещении с температурой tж2. Коэффициент теплоотдачи от масла к внутренней поверхности трубы альфа1, от поверхности трубы к воздуху альфа2.
Обосновать целесообразность применения тепловой изоляции из бетона толщиной дельтаб для уменьшения теплопотерь от трубы, используя понятие о критическом диаметре изоляции.
Определить тепловой поток, линейную плотность теплового потока через трубу без бетона и при его наличии. Найти для заданных условий максимальное значение коэффициента теплопроводности изоляции, накладываемой на трубу в целях уменьшения теплопотерь от трубопровода.

Задача4
В пастеризаторе молоко со скоростью W движется внутри труб, диаметр которых ... Средняя температура молока t ж , температура поверхности труб теплообменника t ст , внутренняя поверхность труб аппарата F.
Рассчитать коэффициент теплоотдачи при движении молока внутри труб теплообменного аппарата.
Определить количество теплоты, которое передается от внутренней поверхности трубы к молоку в единицу времени.

Задача5
Теплообменный аппарат – водоохладитель – представляет собой n рядный пучок с шагами S1 и S2 и гладких стальных труб диаметром ... Коэффициент теплопроводности стали лямбда=45 Вт/м К .
Воздух поперечным потоком омывает пучок труб со скоростью W. Температура воздуха на входе в теплообменник t1', на выходе t1''. Вода движется внутри труб, температура ее на входе равна t2', на выходе – t2''. Коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности труб к воде альфа2, расход воды М.
Рассчитать средний коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности труб к воздуху, коэффициент теплопередачи и поверхность теплообмена водоохладителя. Схему движения воды и воздуха считать противоточной.