Гидравлика и теплотехника

Задача 1.2
Прямоугольный поворотный щит (рис. 1.2) шириной В = 4 м и высотой Н = 4,7 м закрывает выпускное отверстие плотины. Справа от щита уровень воды Н1 = 5,8 м слева Н2 = 3 м, плотность воды ρ = 1000 кг/м3.
1. Определить начальную силу Т натяжения троса, необходимую для открытия щита, если пренебречь трением в цапфах.
2. С какой силой Р щит прижимается к порогу А в закрытом положении, если принять, что по боковым сторонам щита опоры отсутствуют?
3. Построить результирующую эпюру гидростатического давления на щит, предварительно построив эпюры давления на щит слева и справа
Задача 1.5
Определить потери давления на длине l = 20 м при движении по трубе диаметром d = 25 мм воды и воздуха с расходом Q = 1 л/с при температуре 10 0С.
Эквивалентная шероховатость трубы kэ = 0,1 мм.
Как изменятся эти потери с увеличением температуры до 80 0С?
Задача 1.6
Из открытого резервуара, в котором поддерживается постоянный уровень, по стальному горизонтальному трубопроводу (эквивалентная шероховатость kэ = 0,1 мм), состоящему из труб различного диаметра d и различной длины l, вытекает в атмосферу вода, расход которой Q, температура t 0C (рис. 1.6.1).
Требуется:
1. Определить скорость движения воды и потери напора (по длине и местные) на каждом участке трубопровода.
2. Установить величину напора Н в резервуаре.
3. Построить напорную и пьезометрическую линии.
Q = 2 л/с; d1 = 32 мм; d2 = 50 мм; d3 = 25 мм; l1 = 2 м; l2 = 4 м; l3 = 3 м; t = 40 0С.

2.1. Термодинамика
Задача № 8
Диаметр цилиндров тепловозного дизеля D = 318 мм, ход поршней S = 330 мм, степень сжатия ε = 12. Определить теоретическую работу политропного сжатия воздуха в одном цилиндре, изменения удельных значений внутренний энергии и энтропии в процессе. Абсолютное давление воздуха в начале сжатия р1 = 95 кПа, температура t1 = 127 0С. Показатель политропы процесса сжатия n = 1,25. Теплоемкость воздуха считать не зависящей от температуры
Задача № 13
В закрытом сосуде объемом 10 м3 находится влажный насыщенный водяной пар с абсолютным давлением р = 2,4 МПа. В объеме пара содержится 30 кг жидкости. Определить массу парообразной фазы в сосуде и степень сухости пара
Задача № 23
1 кг газа в прямом и обратном цикле Карно совершает полезную работу l0 = 23 кДж/кг. Максимальное абсолютное давление воздуха 10 МПа и соответствующая абсолютная температура 1200 К. В цикле к газу подводится теплота q1 = 33 кДж/кг. Минимальное давление в цикле 0,1 МПа. Определить термический КПД и основные параметры во всех переходных точках цикла. Изобразить цикл в pv и Ts координатах. Газовую постоянную принять R = 28 Дж/(кг К)

2.2. Теплопередача
Задача № 5
До какого предельного значения можно понизить температуру воздуха в помещении, чтобы температура внутренней поверхности стены оказалась не ниже t1ст = 12 0С при температуре наружного воздуха t2 = -35 0С, если толщина стенки δст = 0,61 м, коэффициент теплопроводности материала стены λст = 0,4 Вт/(м К), а коэффициенты теплоотдачи с внутренней и наружной сторон соответственно α1 = 9 Вт/(м2 К) и α2 = 20 Вт/(м2 К)
Задача № 16
По цилиндрическому каналу диаметром d = 14 мм движется вода. Расход воды G = 750 кг/ч, ее температура на входе t' = 45 0С. На каком расстоянии от входа средняя по сечению температура воды достигнет t'' = 85 0С, если температура внутренней поверхности канала tст = 100 0С постоянна?
Задача № 26
Определить плотность теплового потока через плоскую стенку нагревательной печи, состоящую из двух слоев кладки: шамотного кирпича толщиной δ1 = 0,56 м и диатомитового кирпича δ2 = 0,24 м, если температура внутренней поверхности кладки равна t1ст = 1150 0С, а температура наружного воздуха t0 = 25 0С. Коэффициент теплопроводности внутреннего слоя кладки λ1 = 0,95 Вт/(м К), наружного слоя λ2 = 0,15 Вт/(м К). Коэффициент теплоотдачи конвекцией со стороны наружной поверхности αк = 8,5 Вт/м2 К, а ее степень черноты ε = 0,76