Теплотехника

Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы МЧС России

МЧС России
Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы
ТЕПЛОТЕХНИКА
Методические рекомендации и контрольные задания
для слушателей заочной формы обучения (6 лет)
Специальность 280104.65 – «Пожарная безопасность»
Санкт-Петербург
2005

Стоимость выполнения работы по теплотехнике уточняйте при заказе

Задание 1. 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, °С. 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 Dt_в  (теплоемкость воды C_р= 4190 Дж/(кг∙°С).
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 2. Истечение газов
Для предотвращения взрыва технологического аппарата по регламенту предусмотрена его продувка газом. Газ подается в аппарат по трубопроводу с выходным диаметром d. Давление и температура в трубопроводе постоянны и равны P₁ и t₁ соответственно. Давление в аппарате равно P₂.
Требуется определить:
• критическое отношение давлениий β _кр;
• температуру газа при истечении t₂;
• скорость истечения w₂;
• массовый расход газа G.
Задание 3. 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:
• воздух неподвижен;
• поток воздуха обдувает провод со скоростью потока w, а угол атаки потока составляет ψ.
Задание 4. Конструктивный расчет теплообменного аппарата
Требуется выполнить конструктивный расчет теплообменного аппарата типа «труба в трубе», предназначенного для охлаждения жидкости (горячего теплоносителя) с массовым расходом G_г от температуры насыщения t_s=t_fг1=t_s до заданной температуры t_fг2.
Охлаждаемая жидкость (горячий теплоноситель) подается на вход теплообменного аппарата из конденсатора и имеет температуру насыщения t_S  при давлении Р. Давление Р и вид жидкости заданы в таблице 2.
Температура охлаждающей воды на входе в теплообменный аппарат t_fx1, на выходе из него t_fx2.
Вода движется по внутренним трубам с диаметром d, а горячий теплоноситель в межтрубном пространстве. Диаметр наружной трубы D.
Определить поверхность теплообменника F, а также общую длину труб L.
Расчет осуществить для чистой поверхности и при наличии загрязнений в виде слоя толщиной d_z с теплопроводностью l_z.