Файл: Марков, В. С. Сборник задач по технической термодинамике и теплопередаче [учеб. пособие].pdf

Министерство речного флота РСФСР

Горьковский институт инженеров водного транспорта

Кафедра судовых энергетических установок

Доц., к. т. н. В. С. Марков

СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКЕ

И ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ

Отв. редактор — ст. преподаватель Г. Н. Федоров

Горький

1 9 7 3

ОПЕЧАТКИ,

замеченные в „Сборнике задач по технической , термодинамике и теплопередаче“

Ь

Г л а в а I

ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ РАБОЧЕГО ТЕЛА

1. Определить удельный вес кислорода, если удельный объем его равен 0,6997-л*3/«:г? Ответ: 7 = 1,429 кг/м3.

2. Определить удельный объем водорода, если его удельный вес равен 0,0899 кг/м3. Ответ: ѵ— 11,12 м3/кг.

3. В пусковом баллоне двигателя внутреннего сгорания емко­ стью 300 л при некоторых температуре и давлении содержится воздух, удельный вес которого 28,6 кг/м3. Определить вес возду­ ха, заключенного в баллоне. Ответ: G — 8,58 кг.

4.Определить объем 10 кг кислорода, если известно, что его удельный вес равен 1,43 кг/м3. Ответ: Ѵ=7 м3.

5.Определить объем 3 кг газа, если известно, что его удель­ ный объем составляет 0,74 м3/кг. Ответ: V=2,22 м3.

6.Диаметр цилиндрического корпуса огнетрубного парового котла равен 3 м. Определить силу, действующую на днище котла изнутри, если давление пара в котле равно 11 ати. Ответ: Р—

=778000 кг.

7.Чему равно манометрическое давление в котле, если абсо­ лютное давление равно 16 ата, а показание барометра составляет

750 мм рт. ст. Ответ: рман= 14,98 ат.

8.Избыточное давление в воздухопроводе равно 500 мм вод. ст. Показание ртутного барометра составляет 760 мм рт. ст. Опреде­ лить абсолютное давление в воздухопроводе. Ответ: ра&с—

=і1,083 аг=1,06 бар.

9.Тягомер, соединенный с газоходом котла, показывает раз­ режение 30 мм вод. ст. Определить абсолютное давление дымо­ вых газов в технических атмосферах, если барометр показывает

750 мм рт. ст. Ответ. Рабс== 1,017 ат=0,998 бар.

10.К дымоходу котла присоединен тягомер с наклоненной под углом 30° трубкой (рис. 1). Тягомер заполнен жидкостью с

11. Определить абсолютное давление в конденсаторе паровой машины, если вакуумметр показывает разрежение в нем 60 см рт. ст., а показание барометра составляет 750 мм рт. ст. Ответ:

Рабе = 0,204 am = 0,2 бар.

3

12.Определить показание вакуумметра, шкала которого гра­

дуирована в см. рт. ст., если при показании барометра 757 мм рт. ст. аосолютное давление в конденсаторе равно 0,3 ат. Ответ: Pt»к = 54 см рт. ст.

13. В машинно-котельном отделении судна давление по U-об­ разному манометру составляет 120 мм вод. ст. Барометр на па­ лубе судна показывает 750 мм рт. ст. Стрелка манометра котла указывает 30 /са/с/и2. Разрежение в конденсаторе по вакуумметру составляет 610 мм рт. ст. Определить абсолютное давление в ма­ шинно-котельном отделении, в конденсаторе и в котле. Ответ:

человеческий организм, поверх жидкой ртути в манометр налива­ ют некоторое количество воды, препятствующей выделению паров ртути (рис. 2). Определить абсо­ лютное давление в воздухопрово­ де, к которому присоединен мано­ метр, если высота ртутного столба 450 лш, высота столба воды 100мм и давление окружающего воздуха

Рбар = 740 мм рт. ст. Ответ: Рабе~~

= 1,63 am = 1,6. бар.

15. На дно цистерны, предназна­ ченной для хранения жидкого топ­ лива, помещен колокол А (рис. 3). Воздух иод колоколом А евдмдо-

4

ся столбом жидкого топлива "высо­ той //.Давление по манометру со­ ставляет 150 мм рт. ст. Какова высота Н, если удельный вес топлива равен 0,88 г/см3? Ответ-.

Н == 2,32 м.

лении, равном 4 бар. Как должен измениться объем воздуха, чтобы при повышении давления дорт6= 7 бар температура воздуха не изменилась? Ответ: Ѵ2= 0,5 м?.

19.Дымовые газы в газоходах котла охлаждаются с 1230°С до 300°С. Во сколько раз уменьшается объем газов, если давление их практически неизменно? Ответ: в 2,62 раза.

20.В цилиндре с-подвижным поршнем заключен газ, имеющий разрежение 350 мм рт. ст. Как изменится объем газа, сжимаемого при постоянной температуре до 10 ати, если барометрическое дав­ ление равно 750 мм рт. ст.? Ответ: уменьшится в 20,3 раза.

21. Определить удельный вес кислорода при 0°С и давлении 3 ата, если при нормальных физических условиях удельный вес кислорода равен 1,429 кг/нм3. Ответ: f =4,152 кг/м3.

22. Определить удельный вес воздуха при нормальных физиче­ ских условиях, если при абсолютном давлении 4 кг/см2 и темпера­

туре 0°С удельный объем воздуха равен 0,2 мъ/кг. Ответ: 7„ =

=1,293 кг/нм3.

23.Определить давление воздуха, если при температуре 0°С он имеет удельный объем 0,3 м3/кг, а при нормальных физических ус­

ловиях удельный вес воздуха равен 1,293 кг/нм3. Ответ: /?а6с = 2,66

аягз;2,61 бар.

24. Удельный объем окиси углерода при нормальных физиче­ ских условиях равен 0,799 нм3/кг. Чему будет равен удельңый объ­

5

ем окиси углерода при давлении 760 мм рт. ст. и температуре 20°С?

Ответ: v^z. 0,856 м3(кг,

25.Определить удельный объем кислорода при избыточном давлении 1 ат и температуре 27°С. Ответ: ѵ= 0,397 м3/кг.

26.Определить удельный вес азота при абсолютном давлении

1,5 ат и температуре 30°С. Ответ: f =1,64 кг/м3.

27. При какой температуре двуокись углерода имеет удельный вес 1,965 кг/м3, если абсолютное давление газа равно 760 мм рт. ст.?

Ответ: t = 0°С.

28.Определить вес кислорода в баллоне емкостью 60 л при температуре 20°С и давлении /?абс= 98 бар. Ответ: 0 = 7,73 кг.

29.При пуске двигателя внутреннего сгорания сжатым возду­

хом давление последнего падает от 60 ати до 45 ата. Определить вес израсходованного воздуха, если емкость баллона для сжатого воздуха 70 л и температура помещения 27°С. Ответ: G — 1,2 кг.

30.По трубопроводу подается 10 м3/мин кислорода при давле­ нии ртв =2,94 бар и температуре 127°С. Определить секундный весовой расход кислорода. Ответ: G = 0,63 кг/сек.

31.Определить удельный вес этилена (С2Н4) при температуре 37°С и избыточном давлении 200 мм рт. ст., если барометрическое

давление составляет 750 мм рт. ст. Ответ: f =1,10 кг/м3.

находящегося при р = 2 ата и /=100°С, и N2 при р = 17 ати и ^=140°С. Ответ: объем С 02 больше объема N2 примерно в 5,2 ра­ за.

34. В баллоне емкостью 50 л находится воздух при р = 160 ата и t=27°C. Определить абсолютное давление в баллоне после уда­ ления из него при неизменной температуре 1,5 кг воздуха. Ответ: Рабс= 134 ат.

35. Поршневой компрессор всасывает 0,2 м3/мин воздуха при 17°С и барометрическом давлении 750 мм рт. ст., нагнетая его в резервуар емкостью 9,5 м3. За какое время при работе компрессо­ ра давление в резерв.уаре повысится до 7 ата, если перед нача­ лом работы в резервуаре было давление 0,5 ати и температура 17°С, а после работы +50°С? Ответ: т=223 мин.

36.Какой объем занимают 64 кг метана при нормальных фи­ зических условиях? Ответ: К=89,6 м3.

37.За время подачи воздуха компрессором в резервуар объ­

емом 24 м3 избыточное давление в последнем повысилось от 0 до 4 бар, а температура от 15 да 25°С. Какое количество воздуха по­ дано в резервуар, если барометрическоедавление составляло

750 мм рт. ст.? Ответ: G=112 кг.

6