Санкт-Петербургский национальный исслед. университет информационных технологий, механики и оптики

Термодинамика

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский университет
низкотемпературных и пищевых технологий
Кафедра теоретических основ тепло- и хладотехники
ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОМАССООБМЕН
Рабочая программа и контрольная работа
для студентов специальностей
260601, 260602, 220301
факультета заочного обучения и экстерната
Санкт-Петербург
2006

Стоимость выполнения контрольной работы составляет ... руб

Выполнен вариант 8
Задача 1.
В компрессоре сжимают воздух. Процесс сжатия осуществляют: по изотерме, адиабате и политропе с показателем n. В начальном состоянии давление воздуха p1 бар, температура t1, после сжатия – давление p2. Определить для трех названных процессов: объем газа 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 Сvm = 0.723 кДж/(кг∙К). Для определения удельной газовой постоянной использовать уравнение Майера. Масса воздуха M=10кг. 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 (p, v, t, 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 M = 5кг/с. Изобразить схему установки, представить цикл в координатах p-v, T-s, 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.
Задача 3.
Внутри стальной трубы длиной l=5м, наружный диаметр которой dнар и толщина стенки, движется трансформаторное масло с температурой tж1. Труба расположена в помещении с температурой tж2. Коэффициент теплоотдачи от масла к внутренней поверхности трубы а1, от поверхности трубы к воздуху, находящемуся в помещении, а2.
Обосновать целесообразность применения тепловой изоляции из бетона толщиной для уменьшения теплопотерь от трубы, используя понятие о критическом диаметре изоляции.
Определить тепловой поток, линейную плотность теплового потока и линейный коэффициент теплопередачи через трубу без бетона и при его наличии. Найти для заданных условий максимальное значение коэффициента теплопроводности изоляции, накладываемой на трубу в целях уменьшения тепловых потерь от трубопровода. Коэффициента теплопроводности стали 45 Вт/(м*К), бетона 1,3 Вт/(м*К).
Задача 4.
В пастеризаторе молоко со скоростью W движется внутри труб, диаметр которых, . Средняя температура молока tж, температура поверхности труб теплообменника tст, 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.
Задача 5.
Теплообменный аппарат – водоохладитель представляет собой n-рядный пучок с шагами S1 и S2 гладких стальных труб диаметром. Коэффициент теплопроводности стали 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 составляет t2, на выходе t2. Коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности труб к воде а2, расход воды М.
Рассчитать средний коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности труб к воздуху, коэффициент теплопередачи и поверхность теплообмена водоохладителя. Схему течения воздуха и воды считать противоточной.