Решение задач по курсу "Общая теплотехника"

Выполнено решение следующих задач по дисциплине: Теплотехника.

Задача 1.
Один кг газа изотермически сжимается до уменьшения объёма в «Е» раз, а затем изобарно расширяется до первоначального объёма.
Определить конечную температуру газа, а также суммарное изменение внутренней энергии, работу и тепло, участвующее в каждом процессе, если начальная температура газа равна t1 0C, а начальное давление p, МПа. Процессы изобразить в p – V и T – S диаграммах.
Род газа – Метан СН4 и степень сжатия – = 5,0; выбраны из таблицы по последней цифре (5) шифра.
Начальное давление – p1 = 0,15 МПа и начальную температуру – t1=17 0C; приняты по таблице в соответствии с предпоследней цифрой (1) шифра.
Контрольный вопрос. Какова общая формулировка и математическое выражение первого закона термодинамики?

Задача 2.
Определить параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно – изобарным подводом тепла (смешанный цикл), если известны давление p1 и температура t1 рабочего тела в начале сжатия. Степень сжатия , степень повышения давления , степень предварительного расширения заданы.
Определите работу, получаемую от цикла, его термический к.п.д. и изменение энтропии отдельных процессов цикла. За рабочее тело принять воздух, считая теплоёмкость его в расчётном интервале температур постоянной.
Численные значения – p1 = 0,1 МПа, t1 = 25 0C, = 17; приняты из таблицы по последней цифре (5) шифра.
Численные значения – = 1,5 МПа, = 1,6; приняты из таблицы по предпоследней цифре (1) шифра.
Построить на миллиметровой бумаге в масштабе этот цикл в координатах p – V и T – S. Дайте к ним соответствующие пояснения.
Контрольный вопрос. В чём смысл второго закона термодинамики?

Задача 3.
Сравнить термический к.п.д. двух паровых установок, работающих по циклу Ренкина с различными начальными параметрами пара p1 и t1 при давлении в конденсаторе рк – 0,004 МПа.
Изобразите цикл Ренкина в p – V и T – S диаграммах и объясните, почему повышение начальных параметров пара повышает экономичность паросиловой установки.
Параметры первой установки – t1 = 375 0С, p1 = 3,0 МПа; выбраны из таблицы по последней цифре (5) шифра.
Параметры второй установки – t1 = 500 0С, p1 = 9 МПа; выбраны из таблицы по предпоследней цифре (1) шифра.

Задача 4.
Плоская стальная стенка толщиной мм омывается с одной стороны горячими газами с температурой t1, а с другой – водой с температурой t2. Определить коэффициент теплопередачи от газов к воде, удельный тепловой поток и температуры обеих поверхностей стенки.
Коэффициент теплопроводимости стали = 210 Вт/м2•К. Значение =35 мм, коэффициент теплоотдачи от газа к стенке – = 120 Вт/м2•К, а от стенки к воде – = 208 Вт/м2•К; выбраны из таблицы по последней цифре (5) шифра.
Значения температуры газов – t1 = 650 0С и температуры воды – t2 = 120 0С; выбраны из таблицы по предпоследней цифре (1) шифра.
Контрольный вопрос. Объясните физический смысл коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи. От каких факторов зависит их величина.

Список литературы