ФГОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия
Кафедра «Автомобили и тракторы»
ЗАДАНИЯ
для выполнения контрольной работе
для студентов 3 курса факультета заочного обучения
по специальности 110301 – «Механизация сельского хозяйства» и
110304 – «Технология обслуживания и ремонта машин
в агропромышленном комплексе»
по курсу «Теплотехника»
Чебоксары -2008
Контрольная работа выполняется после изучения курса “Теплотехника”.
Студенту выдается задание, согласно которому он должен решить пять задач. Исходные данные для решения задач выбираются по последним двум цифрам зачетной книжки и начальной букве фамилии студента. Работа, выполненная не по шифру - не проверяется.
При выполнении работы необходимо соблюдать следующие условия:
1. Обязательно записать условие задачи.
2. Контрольную работу выполнить на формате А4.
3. Решение сопровождать кратким пояснительным текстом, в котором должно быть указано, какая величина определяется, по какой формуле, какие величины подставляются в формулу (из условия задачи, из справочников и т.д.).
4. Вычисления давать в развернутом виде.
5. Задачи решаются в системе СИ.
6. Графический материал выполняется на миллиметровой бумаге в масштабе.
После решения задачи дается анализ полученных результатов.
В конце работы привести список использованной литературы, дату выполнения работы и работу подписать.
Задача 1. Мкг газа при давлении Р1 расширяется до N кратного объема. Начальная температура воздуха t1, показатель политропы (для политропного процесса n). Определить конечные параметры воздуха, количество подведенного или отведенного тепла в процессе, работу процесса, изменение внутренней энергии и изменении энтропии для различных случаев расширения (изотерма, адиабата и политропа). Изобразить данные процессы в Рv и TS координатах в масштабе. При построении графиков определить промежуточные точки Для решения задачи исходные данные выбрать по номеру зачетной книжки и начальной букве фамилии из таблиц 1,2, и 3.
Контрольный вопрос. Показать, как изображаются ТД процессы в Рv и TS координатах (без расчета) 1 закон ТД.
Задача 2. Рассчитать идеальный цикл газотурбинной установки (α, c, z, в) с изобарным подводом тепла в камере сгорания, если известны начальные параметры воздуха Ра и tа, степень повышения давления воздуха в компрессоре . Определить работу цикла, подведенное и отведенное тепло, кпд установки. Построить цикл в Pv и TS координатах в масштабе. Рассчитать также регенеративный цикл газотурбинной установки, если степень регенерации составляет . Построить цикл регенеративный в Pv и TS координатах в масштабе. Исходные данные выбрать из таблиц 1, 2 и 3 по последним двум цифрам и начальной букве фамилии студента. Конечная температура
tв = 1000К.
Контрольный вопрос. В чем сущность регенерации тепла в ГТУ. Изобразить схему установки с регенерацией теплоты.
Задача 3. Рассчитать идеальный поршневой компрессор, производительность которого V м
3/ч для получения конечного давления Р
к. Рабочее тело воздух. Сжатие производится по политропе с показателем политропы n. Начальные параметры воздуха Р
н и t
н. Цикл компрессора построить в Pv и TS координатах с нанесением промежуточных точек. Исходные данные для решения задачи выбрать из таблиц 1, 2 и 3 по последней цифре шифра, по предпоследней цифре шифра и начальной букве фамилии студента. (Примечание t
к 200
0С).
Контрольный вопрос. В чем преимущества использования многоступенчатых компрессоров.
Задача 4. Показать сравнительным расчетом целесообразность применения пара высоких начальных параметров и низкого конечного давления на примере паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина. Определить в каждом цикле удельный расход пара, располагаемое теплопадение и термический кпд цикла для двух различных значений начальных и конечных параметров пара. Указать конечное значение степени сухости для приведенных циклов. Изобразить схему простейшей паросиловой установки и дать краткое описание ее работы. Представить оба заданных цикла в Pv и TS координатах в масштабе. Исходные данные выбрать из таблиц 1 и 2.
Контрольный вопрос. Определить температуру кипения воды при давлениях Р
1, Р
2 и объяснить какой пар называется влажным, сухим и перегретым.
Задача 5. Плоская стальная стенка граничит с одной стороны горячими газами с температурой t
1, а с другой стороны - с водой с температурой t
2, Определить коэффициент теплопередачи от газов к воде, удельный тепловой поток и температуры поверхностей стенки, если известны: коэффициент теплоотдачи от газов к воде α
1, от стенки к воде α
2.Коэффициент теплопроводности стали = 58 Вт/м.К. Определить также все величины, если стенка со стороны воды покрыта накипью толщиной δ
н с коэффициентом теплопроводности
н = 3Вт/м. К. Для указанных вариантов построить эпюры изменения температуры по толщине стенки от t
1 до t
2 в масштабе. Исходные данные выбрать по номеру зачетной книжки и начальной букве фамилии из таблиц 1, 2 и 3.
Контрольный вопрос. Какими путями можно интенсифицировать процесс теплообмена между двумя средами? Объясните вредность отложения накипи.
Задача 1. Таблица 1
Последняя цифра шифра
параметры
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
Р1, бар
|
40
|
38
|
36
|
34,5
|
32
|
28
|
24
|
22
|
30
|
32
|
N (кратность расшир.)
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
М, кг
|
4
|
3
|
2
|
5
|
6
|
7
|
8
|
3
|
4
|
5
|
n (показатель политропы)
|
1,2
|
1,25
|
1,3
|
1,35
|
1,18
|
1,21
|
1,24
|
1,31
|
1,33
|
1,23
|
Таблица 2
Предпоследняя цифра шифра
параметры
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
t1 0C
|
350
|
400
|
450
|
500
|
550
|
300
|
330
|
380
|
410
|
420
|
Таблица 3
Начальная буква фамилии
параметры
|
АБВ
|
ГДЕ
|
ЖЗИ
|
КЛМ
|
НОП
|
РСТ
|
УФХ
|
ЦЧШ
|
ЩЭ
|
ЮЯ
|
Род газа
|
воздух
|
СО
|
N2
|
Р2О
|
О2
|
воздух
|
СО
|
N2
|
H2
|
О2
|
Задача 2. Таблица 1
Последняя цифра шифра
параметры
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
tа0 С
|
15
|
20
|
25
|
0
|
5
|
10
|
-5
|
17
|
27
|
32
|
π = Рс/Ра - ст. повыш. давления
|
9,9
|
9
|
8
|
7
|
7,5
|
8,5
|
6,5
|
6
|
7
|
8
|
δ = ст. регенерации
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,8
|
0,9
|
0,55
|
0,65
|
0,75
|
0,85
|
Таблица 2
Предпоследняя цифра шифра
параметры
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
Ра, бар
|
0,95
|
1
|
0,9
|
1
|
0,85
|
1
|
0,95
|
1,1
|
1,15
|
1,05
|
Таблица 3
Начальная буква фамилии
параметры
|
АБВ
|
ГДЕ
|
ЖЗИ
|
КЛМ
|
НОП
|
РСТ
|
УФХ
|
ЦЧШ
|
ЩЭ
|
ЮЯ
|
Род газа
|
воздух
|
воздух
|
воздух
|
воздух
|
воздух
|
воздух
|
воздух
|
воздух
|
воздух
|
воздух
|
Задача 3 Таблица 1
Последняя цифра шифра
параметры
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
V, м3/ч (производ.компрессора)
|
0,1
|
0,2
|
0,3
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
n – показ. политропы сжатия
|
1,1
|
1,2
|
1,3
|
1,41
|
1,35
|
1,25
|
1,18
|
1,21
|
1,26
|
1,12
|
Таблица 2
Предпоследняя цифра шифра
параметры
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
Рн, бар
|
0,9
|
1
|
1,1
|
0,9
|
0,95
|
0,85
|
0,9
|
0,95
|
1
|
1,2
|
tн, 0С
|
-10
|
0
|
10
|
15
|
20
|
25
|
20
|
15
|
10
|
5
|
Таблица 3
Начальная буква фамилии
параметры
|
АБВ
|
ГДЕ
|
ЖЗИ
|
КЛМ
|
НОП
|
РСТ
|
УФХ
|
ЦЧШ
|
ЩЭ
|
ЮЯ
|
Рк, бар (конечное давление)
|
112
|
100
|
90,5
|
80
|
85
|
70
|
75
|
60
|
65
|
28
|
Задача 4 1 вариант Таблица 1
Последняя цифра шифра
параметры
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
Р1, бар
|
14
|
18
|
27
|
30
|
35
|
40
|
45
|
50
|
60
|
65
|
t1 0C
|
250
|
300
|
280
|
310
|
260
|
315
|
330
|
340
|
350
|
355
|
Р2,бар
|
0,1
|
0,15
|
0,2
|
0,25
|
0,18
|
0,22
|
0,23
|
0,24
|
0,2
|
0,12
|
II вариант Таблица 2
Предпоследняя цифра шифра
параметры
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
Р1, бар
|
90
|
95
|
100
|
110
|
120
|
130
|
140
|
150
|
160
|
170
|
t1 0С
|
450
|
500
|
550
|
600
|
400
|
420
|
460
|
480
|
520
|
600
|
Р2, бар
|
0,03
|
0,04
|
0,03
|
0,04
|
0,03
|
0,04
|
0,03
|
0,04
|
0,03
|
0,04
|
Задача 5 Таблица 1
Последняя цифра шифра
параметры
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
t20C
|
40
|
45
|
50
|
60
|
30
|
35
|
25
|
20
|
15
|
10
|
1, Вт/м2 .К
|
90
|
95
|
100
|
105
|
110
|
115
|
120
|
125
|
130
|
135
|
Таблица 2
Предпоследняя цифра шифра
параметры
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
t1, 0С
|
600
|
550
|
500
|
520
|
450
|
480
|
510
|
520
|
480
|
450
|
2, Вт/м2.К
|
5000
|
5100
|
5200
|
5300
|
5400
|
5300
|
5150
|
4900
|
4800
|
4750
|
Таблица 3
Начальная буква фамилии
параметры
|
АБВ
|
ГДЕ
|
ЖЗИ
|
КЛМ
|
НОП
|
РСТ
|
УФХ
|
ЦЧШ
|
ЩЭ
|
ЮЯ
|
н, мм (толщина накипи)
|
0,1
|
0,2
|
0,05
|
0,15
|
0,2
|
0,25
|
0,8
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
Студенту_________________________ Шифр________________
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ
для выполнения контрольной работы
по дисциплине “Теплотехника” (специальность 110301 и 110304)
Задача 1
t1, 0С
|
Р1 (бар)
|
N(кратность расширения)
|
М, кг (масса)
|
n(показатель политропы)
|
Род газа
|
|
|
|
|
|
|
Задача 2
t1, 0С
|
Р1 (бар)
|
- ( ст. регенерации)
|
- ( ст. повышения давления)
|
|
|
|
|
Задача 3
V, м3/ч
|
n - (показатель политропы)
|
Рн, бар
|
tн, 0С
|
Рк ( конечное давление)
|
|
|
|
|
|
Задача 4
Параметры пара
1 вариант
|
Параметры пара
П вариант
|
Р1 (бар)
|
t1, 0С
|
Р2, (бар)
|
Р1 (бар)
|
t1, 0С
|
Р2, (бар)
|
|
|
|
|
|
|
Задача 5
t1, 0С
|
ст -( толщина стенки)
|
1, Вт/м2 К
|
t2, 0С
|
2, Вт/м2 К
|
н мм
|
|
|
|
|
|
|
Задание выдал
доцент кафедры «Автомобили и тракторы» В. С.Макаров