Контрольная работа по теплотехнике
| Цена, руб. | 600 |
| Номер работы | 15820 |
| Предмет | Физика |
| Тип работы | Контрольная |
| Объем, стр. | 53 |
| 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 Варианты расчета обознач Первая цифра варианта 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 t1, °C 130 100 95 90 100 85 70 75 120 125 обознач Вторая цифра варианта 0 1 2 3 4 5 6 7 8 t’’2 °C 60 50 55 45 40 46 48 52 54 t2, °C 5 20 18 12 10 5 7 13 11 Теплопередача через многослойную цилиндрическую стенку Температурой tBд, через цилиндрическую стенку трубы толщиной 2 передается тепло воз¬духу помещения с температурой tBx. Используя значения коэффициентов теплоотдачи от воды к внутренней поверхности трубы  и от внешней поверхности трубы к воздуху помещения , требуется: п.1 Определить термические сопротивления, коэффициенты теплопередачи, удельные тепловые потоки q1 и q2 через 1 м2 наружной и внутренней поверхностей трубы и ql через 1 метр трубы для следующих случаев: а) гладкая, совершенно чистая труба (с наружным диаметром d3) из алюминиевого сплава АД31, 2 = 110 Вт/мК; б) труба по п.1а) со стороны воздуха имеет оребрение =F2 / F1; в) труба по п.1а) со стороны воды покрыта слоем накипи толщиной 1 теплопроводностью 1 = 2 Вт/мК г) труба по п.1а) со стороны воздуха покрыта слоем теплоизоляционного материала толщиной 3,теплопроводностью 3 п.2 Приняв количество тепла ql , передаваемого воздуху через 1 м трубы по п.1а) за 100%, подсчитать в процентах значения тепловых потоков на 1 м трубы для условий по пп.16), 1в), 1г). п.3 Определить аналитически температуры поверхностей отдельных слоев стенки теплоизолированной трубы для п.1г). п.4 Построить линию падения температуры в многослойной цилиндрической стенке по п.1г). В пределах одного слоя линия падения температуры строится по двум промежуточным точкам. Задание выполняется на миллиметровой бумаге форматом А4 с указанием масштабов по осям координат. п.5 Определить критический диаметр изоляции для условий применения теплоизоляционного материала с 3 по п. 1г). п.6 Определить термическое сопротивление слоя изоляции, удельный тепловой поток ql на 1 метр трубопровода, соответствующие его критическому диаметру. Сопоставить с результатами по п.1г) и пояснить результат сравнения. п.7 Сделать выводы по результатам расчетов. Исходные данные Таблица 1 Величина мм Первая цифра варианта 1 2 3 4 5 d 3 х 2 52х15 60х17.5 80х25 100х30 110х35  3 25 30 35 40 45 1 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Таблица 2 Величина Вторая цифра варианта 1 2 3 4 5 tBд , 0С 120 125 130 135 140 , Вт/м2К 1600 1650 1700 1750 1800 3, Вт/м2К 0.8 0.65 0.7 0.75 0.72 Таблица 3 Величина Третья цифра варианта 1 2 3 4 5 tBx , 0С 5 10 15 20 25 ,Вт/м2К 8 9 10 11 10 =F2 / F1 6 8 10 12 14 Исходные данные к варианту 411 1. Трубопровод 2 d3 x δ2 = 100 х 30 мм 2. Температура воды tвд =120 ˚С 3. Температура воздуха tвх =5 ˚С 4. Коэффициент теплоотдачи от воды к стенке трубы α1 = 1600 Вт/(м2∙К) 5. Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воздуху α2 =8 Вт/(м2∙К) 6. Коэффициент оребрения трубы φ = F2 / F1=6 7. Толщина слоя накипи δ1=1,3 мм 8. Толщина слоя изоляции δ3=40 мм 9. Теплопроводность изоляции λ3 = 0,8 Вт/(м∙К) Теплопередача через многослойную плоскую стенку От дымовых газов с температурой tг, через плоскую стенку котла передается тепло кипящей воде с температурой tвд. Используя значения коэффициентов теплоотдачи от газов к стенке котла  и от стенки котла к воде , требуется: п.1 Определить термические сопротивления, коэффициенты теплопе-редачи, эквивалентные коэффициенты теплопроводности и удельные тепловые потоки qчерез 1 м2 стенки для следующих случаев: 1. 1) стенка стальная, совершенно чистая толщиной 2 , теплопроводностью2. 1. 2) стенка медная, совершенно чистая, такой же толщины 2, как в п.1.1) теплопроводностью ’2 = 300 Вт/мК; 1. 3) стенка стальная по п.1.1), но стороны воды покрыта слоем накипи толщиной 3, теплопро¬водностью 3 1. 4) стенка стальная по п.1.3), но поверх накипи имеется слой масла толщиной 4, теплопро¬водностью 4= 0.1 Вт/мК 1. 5) стенка стальная по п.1.4), но со стороны газов стенка покрыта слоем сажи толщиной 1, теплопро¬водностью 1 п.2 Приняв количество тепла q, передаваемого по п.1.1) за 100%, подсчитать в процентах значения тепловых по¬токов для остальных случаев пп.1.2), 1.3), 1.4), 1.5). п.3 Определить аналитически и графически температуры поверхностей раздела отдель¬ных слоев стенки для п.1.5). п.4 Построить линию падения температуры в многослойной плоской стенке по п.1.5). п.5 Сделать выводы по результатам расчетов. Исходные данные Таблица 1 Величина мм Первая цифра варианта 1 2 3 4 5 t г , 0С 950 1000 1050 1100 1200 t вд , 0С 105 110 115 120 125 2, Вт/м2К 47 45 42 40 37 Таблица 2 Величина Вторая цифра варианта 1 2 3 4 5 , Вт/м2К 60 70 80 90 100 2 , мм 4 6 8 5 7 3, Вт/м2К 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 1 , мм 0.6 0.7 0.68 0.65 0.75 Таблица 3 Величина Третья цифра варианта 1 2 3 4 5 a 2,Вт/м2К 1800 2300 2100 1500 1600 1, Вт/м2К 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 3 , мм 0.8 0.95 1.1 1.2 1.3 4 , мм 0.3 0.4 0.5 0.45 0.35 Исходные данные к варианту 414 задания для расчета: Толщина стенки котла: δ_2=4мм Температура газов :tг=1100℃ Температура воды :tв=120℃ Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке котла ∶ ∝_1=60 Вт/(м^2 К) Коэффициент теплоотдачи от стенки котла к воде〖 ∝〗_2=1800 Вт/(м^2 К) Толщина слоя сажи:δ_1=0,6мм Толщина слоя накипи:δ_3=0,8мм Толщина слоя масла:δ_4=0,3мм Коэффициент теплопроводности сажи: λ_1=0,2 Вт/мК Коэффициент теплопроводности стали: λ_2=40 Вт/мК Коэффициент теплопроводности накипи: λ_3=1,8 Вт/мК 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 характеристики 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. 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 № П Р О Ц Е С С Параметры процесса вар 1-2 2-3 3-4 4-1 МПа, оС МПа 4 Р 1.2 Р V Р1= 3.5 t1= 200 t2= 300 Р3= 2,5 p_1=3,5МПа; p_3=2,5МПа; T_1=〖483〗^° K(t_1=〖200〗^°C) T_2=〖573〗^° K(t_1=〖300〗^°C) n=1,2 показатель процесса политропы; 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 характеристики 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. 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 № П Р О Ц Е С С Параметры процесса вар 1-2 2-3 3-4 4-1 МПа, оС МПа 4 Р 1.2 Р V Р1= 3.5 t1= 200 t2= 300 Р3= 2,5 p_1=3,5МПа; p_3=2,5МПа; T_1=〖483〗^° K(t_1=〖200〗^°C) T_2=〖573〗^° K(t_1=〖300〗^°C) n=1,2 показатель процесса политропы; Список использованной литературы: 1. Недужий И.А. Техническая термодинамика и теплопередача / И.А. Недужий, А.Н. Алабовский. – Киев: Высшая школа, 1978. – 223 с. 2. Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике / О.М. Рабинович. – М.: Машиностроение, 1969. – 375 с. 3. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача/ В.В. Нащокин. – М.: Высшая школа, 1980. – 273 с. 4. Арнольд Л.В. Техническая термодинамика и теплопередача/ Л.В. Арнольд, Г.А. Михайловский, В.М. Селиверстов. – М.: Высшая школа, 1979. – 315 с. |
| Цена, руб. | 600 |