Задания к выполнению контрольной работы

Задачи

1. Определить влагосодержание, энтальпию, плотность влажного воздуха при , , .

2. Определить параметры влажного воздуха, если он имеет температуру по сухому термометру 20⁰С и влагосодержание 4 г/кг.

3. Определить относительную влажность воздуха, если температура точки росы равна 4⁰С, температура мокрого термометра равна 12⁰С.

4. Воздух, имеющий параметры , и расход 1000 кг/ч, нагревается в поверхностном теплообменнике до . Определить энтальпию и относитель­ную влажность воздуха после нагрева и расход израсходованной теп­лоты. Изобразить процесс на i-d-диаграмме влажного воздуха.

5. 1 кг воздуха А () смешивается с 4 кг воздуха В (). Определить параметры смешанного воздуха и

6. Наружный воздух в количестве 100 000 кг/ч с параметрами нагревается до в поверхностном воздухонагревателе. Определить относи­тельную влажность нагретого воздуха и расход тепла.

7. Воздух имеет параметры , . Определить параметры воздуха по­сле прохождения камеры орошения, если разбрызгивается рециркуляционная вода.

8. Воздух имеет параметры . С помощью какого процесса можно перевести его в состояние, при котором ?

9. Определить возможную температуру приточного воздуха в зрительном зале кино­театра высотой 6 м для двух вариантов: а) если воздух подается через пла­фоны; б) если воздух подается непосредственно в рабочую зону (на высоту 1,5 м от пола). Температура внутреннего воздуха равна 20⁰С.

10. кг воздуха с начальным давлением р₁=1,2 МПа и начальной температурой t₁=-10⁰С расширяется адиабатно до конечного давления р₂=0,2 МПа. Определить объем и температуру воздуха в конце сжатия, работу сжатия и изменение внут­ренней энергии, если показатель адиабаты k=1,4.

11. 1 кг воздуха с начальным давлением р₁=0,2 МПа и начальной температурой t₁=60⁰С сжимается политропно до конечной температуры t₂=520⁰С. Определить работу сжатия, изменение внутренней энергии и количество отведенной теплоты от воздуха, если показатель политропы n=1,35.

12. Перегретый водяной пар с начальным давлением р₁=0,1 МПа и начальной темпера­турой t₁=230⁰С сжимается изотермически до степени сухости х₂=0,85. определить параметры пара в начальном и конечном состоянии, количество от­веденной теплоты от пара, изменение внутренней энергии и работу сжатия. Изо­бразить тепловой процесс в is-диаграмме.

13. Водяной пар с начальным давлением р₁=5 МПа и начальной температурой t₁=350⁰С расширяется адиабатно до давления р₂=0,01 МПа. Определить пара­метры пара в начальном и конечном состоянии, количество отведенной теплоты от пара, изменение внутренней энергии и работу расширения. Изобразить тепло­вой процесс в is-диаграмме.

14. Влажный пар с начальным давлением р₁₌ 6 МПа и степенью сухости х=0,9 расши­ряется изотермически до давления р₂=0,5 МПа. Определить параметры пара в начальном и конечном состояниях, изменение внутренней энергии, коли­чество переданной теплоты пару и работу расширения. Изобразить тепловой процесс в is-диаграмме.

15. Паротурбинная установка работает по регенеративному циклу с начальным давле­нием пара р₁=2МПа и температурой t₁=350⁰С и давлением в конденсаторе р₂=4кПа. Пар для регенеративного подогрева питательной воды отбирается при давлении р₀=0,2 МПа. Определить термический к.п.д. цикла. Изобразите цикл в Тs-диаграмме.

16. В камере хранения скоропортящегося сырья хлебозавода установлены плоские охлаждающие батареи, в которых циркулирует водный раствор хлорида натрия (рассол). Определить плотность теплового потока от воздуха к рассолу, если температура в холодильной камере t_к=4⁰С, средняя температура рассола t_ж=-5⁰С, коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке батареи а₁=25 Вт/(м²·К), от рас­сола к стенке а₂=5000 Вт/(м²·К), коэффициент теплопроводности стальной стенки λ=50 Вт/(м²·К) и толщина стенки δ=1,5 мм.

17. Определить плотность теплового потока от воздуха к водному раствору хлорида кальция (рассолу), циркулирующему в плоской батарее камеры хранения скоро­портящегося сырья хлебозавода, если стенка батареи покрылась слоем льда тол­щиной δ=5 мм. Температура в холодильной камере t_к=4⁰С, средняя температура рассола t_ж=-5⁰С, коэффициент теплоотдачи от воздуха ко льду а₁=10 Вт/(м²·К), коэффициент теплоотдачи от рассола к стенке а₂=5000 Вт/(м²·К), коэффициент теплопроводности льда λ=2,25 Вт/(м²·К), коэффициент теплопроводности сталь­ной стенки λ₁=32 Вт/(м²·К) и толщина стенки δ=1,5 мм.

18. Плоская кирпичная стенка хлебопекарной печи с одной стороны омывается про­дуктами сгорания топлива с температурой t₁=1300⁰С, а с другой – воздухом по­мещения с температурой t₂=20⁰С. Коэффициент теплоотдачи конвекцией равны соответственно а₁=150 Вт/(м²·К) и а₂=50 Вт/(м²·К). Коэффициент теплопровод­ности стенки λ=0,6 Вт/(м²·К), толщина стенки δ=755 мм. Кроме теплоотдачи конвекцией со стороны продуктов сгорания на стенку падает лучистый тепловой поток, часть которого q_луч=10³ Вт/м² поглощается поверхностью стенки. Опреде­лить плотность теплового потока, проходящего через стенку.

19. Какую среднюю температуру должен иметь пар в рубашке аппарата, чтобы при расходе теплоты на процесс Q=180 кДж/с поддерживать температуру продукта t₂=90⁰С? Площади контакта стенок аппарата с продуктом и паром, находящимся в рубашке, F= 2м². толщина стальной стенки аппарата δ=3 мм, коэффициент те­плопроводности λ=50 Вт/(м²·К), коэффициент теплоотдачи от пара к стенке а₁=10000 Вт/(м²·К) и коэффициент теплоотдачи от стенки к продукту а₂=2000 Вт/(м²·К).

20. Какую площадь оребрения нужно сделать, чтобы в 10 раз увеличить поток теп­лоты от горячей воды, проходящей в плоском нагревателе площадью F=1 м² к воздуху помещения с температурой t₂=20⁰С? Средняя температура горячей воды t₁=90⁰С, коэффициенты теплоотдачи к стенке нагревателя а₁=4000 Вт/(м²·К) и коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху помещения а₂=50 Вт/(м²·К), тол­щина стенки δ=2 мм, коэффициент теплопроводности λ=50 Вт/(м²·К) и коэффи­циент эффективности ребер равен 1.

21. Воздух, имеющий параметры φ= 40%, t= 22⁰С и расход 1000кг/ч, нагревается в поверхностном теплообменнике до t= 38⁰С. Определить энтальпию и относи­тельную влажность воздуха после нагрева и полный расход теплоты. Изобразить процесс в i-d- диаграмме влажного воздуха.

22. Воздух с параметрами φ= 40%, t= 22⁰С охлаждается в поверхностном теплообмен­нике до t= 5⁰С. Определить количество отведенной теплоты и отве­денной влаги, если расход воздуха составляет 1000 кг/ч. Изобразить процесс в i-d- диаграмме влажного воздуха.

23. 1 кг воздуха потока А с параметрами φ= 50%, d= 5 г/кг, смешивается с 4 кг воз­духа потока В, с параметрами i=48 кДж/кг, t= 20⁰С. Определить параметры сме­шанного воздуха φ, i. Изобразить процесс в i-d- диаграмме влажного воздуха.

24. Определить суммарный расчетный расход теплоты на отопление и вентиляцию зданий хлебозавода, если объем отапливаемых зданий по наружному обмеру 30·10³ м³, объем вентилируемых зданий 75% от объема отапливаемых, удельная отопительная характеристика здания q₀=0,32 Вт/(м³·К), удельная вентиляционная характеристика здания q_в=0,3 Вт/(м³·К), средняя температура воздуха внутри помещения t_вн=20⁰С и расчетная наружная температура воздуха t_нар=-25⁰С.

25. Определить расчетный расход теплоты на горячее водоснабжение хлебозавода, если расход горячей воды на технологические и хозяйственно-бытовые нужды G_в=2,5 кг/с, средняя температура горячей воды t_гв=50⁰С, температура холодной воды t_х.в=10⁰С, коэффициент полезного использования теплоты в водоподогрева­телях η_в=0,95 и теплоемкость воды с_в=4186 Дж/(кг·К).

26. Определить суммарный расчетный расход теплоты на технологические нужды и отопление мясокомбината производительностью Р_i=5т/ч, если удельный расход теплоты на выработку мяса q_i=1,3 ГДж/т, объем отапливаемых зданий по наруж­ному обмеру V_н=40·10³ м³, удельная отопительная характеристика здания q₀=0,25 Вт/(м³·К), средняя температура воздуха внутри помещения t_вн=-25⁰С и расчетная наружная температура воздуха t_нар=-25⁰С

Контрольные вопросы

1. Теплоемкость. Виды теплоемкостей.

2. Какова зависимость теплоемкости идеального газа от t⁰.

3. Какова общая формулировка и математическое выражение I закона термодина­мики.

4. Дайте определение и объясните физическую сущность величин, входящих в уравнение I закона термодинамики.

5. Что называют энтальпией газа? Докажите, что в изобарном процессе g=h₂-h₁.

6. Основные формулировки II закона термодинамики.

7. Термический КПД цикла тепловой машины?

8. Цикл Карно. Его термодинамическая сущность.

9. Эксергия.

10. Определение политропного процесса. Частные случаи политропного процесса.

11. Процесс парообразования в P-V, T-S и h-s диаграмм.

12. Изобразить в P-V и T-S координатах цикл паросиловой установки и дать необхо­димые пояснения.

13. Цикл компрессорной холодильной установки.

14. Объясните принцип работы теплового насоса.

15. Энтропия. Принцип возрастания энтропии.

16. Объясните отличие в механизме теплопереноса трех элементарных видов тепло­обмена.

17. Как формулируется основной закон теплопроводности (закон Фурье) в диффе­ренциальной и конечной формах? Дайте анализ этого закона.

18. В чем различие процесса теплоотдачи и теплопередачи?

19. Какие существуют основные формы движения жидкости и какая между ними разница? Переходит ли одна форма движения в другую, и, если переходит, то при каких условиях? Почему теплоотдача соприкосновением при турбулент­ном движении происходит интенсивнее, чем при ламинарном?

20. В чем сущность теории подобия?

21. Какими основными безразмерными критериями определяется конвективный те­плообмен и каков физический смысл этих критериев?

22. Напишите уравнение и дайте формулировку закона Стефана-Больцмана для теп­лового излучения тела.

23. В чем отличие газового излучения от излучение твердых тел?

24. Какие бывают случаи движения теплоносителей в теплообменных аппаратах? Как меняется температура теплоносителей? Как определяется средний темпе­ратурный напор в теплообменном аппарате при различных схемах движения теплоносителей?

25. Дайте сравнительную характеристику прямоточной и противоточной схемам движения теплоносителей в поверхностных теплообменных аппаратах.

26. Напишите уравнение теплового баланса котла и охарактеризуйте каждую со­ставляющую баланса.

27. Как производится выбор вентиляторов?

28. Как подсчитывают теплопотери через ограждающие конструкции здания?

29. Чему равна величина сопротивления теплопередачи для многослойного ограж­дения?

30. Как производится подбор отопительных приборов?

31. Как рассчитывается воздухообмен в производственного поме­щениях?

32. Как определить потребную отопительную нагрузку производственного помещения.

33. Какими термодинамическими параметрами характеризуется состояние рабо­чего тела. Укажите связь между этими параметрами.

34. Что такое работа и теплота термодинамического процесса?

35. Сформулируйте первый закон термодинамики. Объясните физическую сущ­ность величин, входящих в уравнение первого закона термодинамики.

36. Приведите формулировки второго закона термодинамики. По каким причинам невозможно построение вечного двигателя.

37. Что понимают под энтропией? Физический смысл энтропии.

38. Что такое теплоемкость? Почему изобарная теплоемкость больше изохорной?

39. Что такое эксергия?

40. Изобразите термодинамический цикл тепловой машины. Что понимают под ко­эффициентом полезного действия, холодильным коэффициентом?

41. Изобразите процесс парообразования на p-v диаграмме. Поясните характер­ные зоны, изображенные на диаграмме.

42. Изобразите процесс парообразования в T-S диаграмме. Почему в области влаж­ного пара температура постоянная.

43. Каким образом с помощью i-s диаграммы водного пара можно определить пара­метры кипящей воды, влажного пара, сухого насыщенного пара, перегре­того пара.

44. Какими параметрами характеризуется влажный воздух?

45. Влажный воздух. J-d диаграмма влажного воздуха. Изобразить процесс на­грева, охлаждения и увлажнения воздуха в i-d диаграмме.

46. Виды теплообмена. Механизм передачи теплоты при разных видах теплооб­мена.

47. Что такое теплопроводность? Сформулируйте закон Фурье.

48. Что такое конвективный теплообмен? Сформулируйте закон Ньютона-Рих­мана. Что характеризует коэффициент теплоотдачи.

49. Чем отличается процесс теплоотдачи от процесса теплопередачи. Физический смысл коэффициента теплопередач.

50. Расскажите о теплообменных аппаратах. Нарисуйте основные их виды.

51. Изменение t горячего и холодного теплоносителя по длине теплообменника при встречном и продольном движении теплоносителя.

52. Нарисуйте состав котельного агрегата.

53. Каковы требования к тепловому, влажностному и воздушному режиму животно­водческих помещений?

54. Каким образом рассчитывают теплоснабжение производственных помеще­ний?

55. Поясните методику выбора вентиляторов систем вентиляции.

56. Что такое кондиционирование воздуха? Объясните основные функции и класси­фикацию систем кондиционирования.

57. Показать процесс летнего и зимнего кондиционирования в i-d диаграмме.

58. Приведите основные понятия сушки. Расскажите о способах искусственной сушки.

59. Как изменяется влагосодержание, температура материала и скорость сушки в зависимости от времени сушки.

60. Поясните основные способы экономии тепловой энергии.

Варианты к контрольной работе

Примечание: * Последняя цифра зачетной книжки.

**Предпоследняя цифра зачетной книжки.

Цифры в ячейках номера задач. В1-В68- номер контрольного во­проса.

Литература

1. Драганов Б.Х., Кузнецов А.В. Рудобашта С.П.Теплотехника и применение теп­лоты в сельском хозяйстве.- М.: Агропромиздат, 1990.

2. Луканин В.Н. Теплотехника.- М.: Высшая школа. 2003

3. Захаров А. Применение теплоты в сельском хозяйстве.-М; Агропромиздат, 1986 г.

4. Амерханов Р.А., Бессараб А.С. и др Теплоэнергетические установки и сис­темы сельского хозяйства.- М.: Колосс-пресс, 2002.

5. Матвеев Г.А. Теплотехника.- М: Высшая школа. 1981.

Поиск по сайту: