Процессы изменения состояния идеального газа. Расчет газового цикла
| Цена, руб. | 400 |
| Номер работы | 12505 |
| Предмет | Физика |
| Тип работы | Контрольная |
| Объем, стр. | 29 |
| Оглавление | Тепловой расчет Водо-водяного подогревателя типа «труба в трубе» Определить площадь поверхности и число секций водоводяного теплообменника типа»труба в трубе». Греющая вода движется по внутренней стальной трубе ( c=45Вт/м К) диаметром d2/d1=35/32 мм и имеет температуру на входе t1. Расход греющей воды G1=0.6 кг/c. Нагреваемая вода движется противотоком по кольцевому каналу между трубами и нагревается от t2’ до t2’’. Внутренний диаметр внешней трубы D=48 мм. Расход нагреваемой воды G2=0.95 кг/с. Длина одной секции теплообменника 2 м. Потерями теплоты через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь. Выполнить в масштабе схематичный чертеж теплообменника Теплопередача через многослойную плоскую стенку. От дымовых газов с температурой tг через плоскую стенку котла теплота передается кипящей воде, имеющей температуру tв. Используя значения коэффициентов теплоотдачи от газов к стенке и от стенки котла к воде требуется: 1. Подсчитать термические сопротивления R, коэффициенты теплопередачи k, эквивалентную теплопроводность λэкв , количество передаваемой теплоты через 1 м2 стенки для следующих случаев: 1.1. стенка стальная, совершенно чистая, толщиной δ2, теплопроводностью λ2 1.2. стенка медная, совершенно чистая, такой же толщины, как в п. 1.1 λ'2 =300Вт/(мК) 1.3. стенка стальная по п. 1.1 со стороны воды покрытая слоем накипи δ3 , теплопроводностью λ3 1.4. стенка стальная по п.1.3, но поверх накипи имеется слой масла толщиной δ4, теплопроводностью λ4 =0,1Вт/(м∙К) 1.5. то же, но со стороны газов стальная стенка покрыта слоем сажи δ1, теплопроводностью λ1 . 2. Приняв количество передаваемой теплоты q , Вт/м2 для случая п. 1.1 за 100%, подсчитать в процентах значения q для всех остальных случаев. 3. Определить аналитически и графически температуры на поверхности раздела отдельных слоев стенки по п. 1.5. 4. Построить линии падения температуры в многослойной стенке для условий по п. 1.5. Теплопередача через многослойную цилиндрическую стенку. От протекающей в трубопроводе горячей воды с температурой tвд через цилиндрическую стенку трубы толщиной δ2 передается теплота воздуху помещения с температурой tвх. Используя значения коэффициентов теплоотдачи от воды к внутренней поверхности трубы α1 и от внешней поверхности трубы к воздуху помещения α2, требуется: 1. Подсчитать термические сопротивления, коэффициенты теплопередачи, поверхностные плотности тепловых потоков q1 и q2 через 1 м2 наружной и внутренней поверхности трубы и линейную плотность теплового потока ql через 1 метр трубы для следующих случаев: а) гладкая совершенно чистая труба d3 x δ2 из алюминиевого сплава АДЗI λ2 = 110 Вт/(м∙К) б) труба по п. 1а, но со стороны воздуха имеет оребрение φ = F2 / F1 в) гладкая труба по п. 1а, но со стороны воды покрытая слоем накипи толщиной δ1 , λ1 = 2 Вт/(м∙К) г) то же, но со стороны воздуха труба покрыта слоем теплоизоляционного материала толщиной δ3 с коэффициентом теплопроводности λ3 2. Приняв количество теплоты ql , передаваемой воздуху через 1 метр трубы по п. 1.а, за 100%, подсчитать в процентах значения тепловых потоков на 1 м трубы для условий по п. 1б, 1в, 1г. 3. Определить аналитически температуры поверхностей отдельных слоев стенки теплоизолированной трубы по п. 1г. 4. Построить линию падения температуры в многослойной цилиндрической стенке по п. 1г. В пределах одного слоя линия падения температуры строится по трем промежуточным точкам ( исключая слой накипи). 5. Определить критический диаметр изоляции для условий применения теплоизоляционного материала с λ3 по п. 1г. 6. Рассчитать термическое сопротивление слоя изоляции, соответствующего его критическому диаметру, определить линейную плотность теплового потока ql на 1 м трубопровода, сопоставить с результатами по п. 1г и пояснить результат сравнения. 1. Термодинамические процессы идеального газа 1. Рассчитать давление Р (МПа), удельный объем v (м3/кг), температуру Т (К) для основных состояний (точки 1,2,3,4) прямого термодинамического цикла идеального газа. Рабочее тело – 1 кг воздуха. Сp=1.025кДж/кгК, R=287 Дж/кгК. Привести все расчетные действия с числовыми данными, окончательные результаты расчета представить в виде таблицы, каждая строка которой содержит номер точки и Р,v,T-параметры. 2. Для каждого процесса цикла определить: изменение внутренней энергии u (кДж/кг), энтальпии h (кДж/кг), энтропии s (кДж/кгК), теплоту q (кДж/кг), работу l (кДж/кг), а также определить теплоемкость C (кДж/кгК) и показатель политропы n . Привести все расчетные действия с числовыми данными, окончательные результаты расчета представить в виде таблицы, каждая строка которой соответствует отдельным процессам. 3. Пользуясь результатами п.2, рассчитать следующие характе- ристики цикла: подведенную теплоту q1, отведенную теплоту q2, теплоту цикла qц, работу расширения lрасш, работу сжатия lсж, работу цикла lц , термический КПД цикла t (сравнить его с термическим КПД цикла Карноtk). 4. Выполнить графическое построение цикла в координатах P,v; T,s; а также lg p, lg v для определения показателя политропы n. Каждый из трех графиков представить на листе миллиметровки формата А4 в максимально крупном масштабе, процессы строить по 3-4 промежуточным точкам. Представить все необходимые расчеты и определить погрешность в процентах по сравнению с расчетными величинами. 5. Графическим путем, подсчитав площади в квадратных сантиметрах, определить графически все величины п.3, а также q, l, u, h для одного из процессов. Представить все необходимые расчеты и определить погрешность в процентах по сравнению с расчетными величинами. Исходные данные № вар П Р О Ц Е С С Параметры процесса МПа, м3/кг, оС 1-2 2-3 3-4 4-1 12 ад Т ад Р Р1= 0.4 t1= 100 Р2= 1.6 Р3= 0.6 |
| Цена, руб. | 400 |