Термодинамика

По разделу I. Техническая термодинамика
Задача 1
Газовая смесь охлаждается от температуры t1 до температуры t2 (давление Р = 1,05 х 105 Па). Объемный расход смеси при начальных условиях – V.
Определить массовый состав и расход смеси, ее среднюю молекулярную массу и газовую постоянную, плотность и удельный объем при постоянном давлении в интервале температур t1…t2 и количество теплоты, отданное смесью при охлаждении от t1 до t2. Состав смеси и другие, необходимые для решения задания, выбрать из таблицы 1.
Указание: задачу решить с учетом зависимости теплоемкостей газа от  температуры
Задача 2
Газ с массой G имеет начальные параметры – давление Р1 и t1. После политропного изменения состояния параметры газа стали: температура t2, давление Р2, объем V2.
Определить характер процесса (сжатие или расширение), конечную температуру газа t2, показатель политропы n, теплоемкость процесса Cn, работу, теплоту, изменение внутренней энергии и энтропии.
Определить эти же параметры (и конечное давление Р2), если изменение состояния происходит: а) по адиабате; б) по изотерме – до того же значения конечного объема V2.
Изобразить (без расчета) все процессы в V-P и T-S диаграммах. Составить сводную таблицу результатов расчета и сделать выводы по полученным данным. Массу G и род газа, а также другие данные в таблице 2.
Указание: расчеты вести при постоянном значении теплоемкости неза-висимо от температуры
Задача 3
Для сушки используется воздух при температуре t1 и относительной влажности φ. Воздух подогревается до t2 и затем подается в сушилку, откуда выходит с температурой t3.
Определить конечное влагосодержание воздуха, расход воздуха и теплоты в сушилке на 1 кг испаренной влаги
По разделу II. Основы теории тепло- и массобмена
Задача 1
Определить средний коэффициент теплоотдачи и тепловой поток к стенке трубы, в которой при давлении Р = 1 х 105 Па протекает воздух, если известны диаметр трубы d, длина трубы l, средняя температура воздуха tвоз и средняя температура стенки трубы tс.
Определить во сколько раз изменяется коэффициент теплоотдачи:
а) при увеличении скорости протекания воздуха в трубе в два раза;
б) при уменьшении диаметра трубы в два раза.
Указание: задачу рекомендуется решать по формуле:
Nu = 0,021 Re0,8 Pr0,43 (Pr / Prст)0,25
при l/d > 50, для продольного сечения в трубах Nu = 0,018 Re0,8 при Pr = 0,7, где за определяющую температуру принята средняя температура жидкости, а за определяющий размер – диаметр трубы
Задача 2
Определить поверхность нагрева газоводяного рекуперативного теплообменника, работающего по противоточной схеме. Греющий теплоноситель – дымовые газы с начальной температурой tг’ и конечной t''г. Расход воды через теплообменник Gв. Коэффициент теплоотдачи газов к стенке трубы – αг, от стенки трубы к воде – αв. Теплообменник выполнен из стальных труб (коэффициент теплопроводимости λ = 50 Вт/(м К)) с наружным диаметром d = 50 мм и толщиной стенки δ = 4 мм (стенку считать чистой с обеих сторон).
Определить также поверхность теплообмена при выполнении теплооб-менника по прямоточной схеме и сохранении остальных параметров неиз-менными.
Для обеих схем движения (прямоточного и противоточного) показать (без расчета) графики изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.
Указать преимущества противоточной схемы
Задача 3
В хлебопекарной печи размером А х В х С (м) температура газов t2 0С. В газах содержится СО2 (%) и водяного пара Н2О (%).
Определить количество теплоты, излучаемой газами к поверхности хлеба поду, если температура этой поверхности tст 0С.
Расчет произвести на 1 м2 пода. Степень черноты стенок печи Ест = 0,9, давление в печи Р (кПа)