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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 02.11.2024

Просмотров: 37

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

равной 4, максимальную температуру за цикл £8 = 857°С, мини­ мальную температуру tx= 27°С. Рабочее тело обладает свойст­ вами воздуха. Ответ: а) % = 0,425, б) T/tp = 0,487.

219.Определить параметры состояния рабочего тела (воздуха)

вхарактерных точках цикла газотурбинной установки с изохор-

ным подводом тепла, работу.за цикл

и термический к. п.

д., если

в начале сжатия р , а6с = 1 яяд £і =

27°С,

степень сжатия

е = 4,6

и максимальная температура /3 = 3127°С.

Теплоемкость

принять

постоянной. Ответ: а, = 0,879 м3\кг,рі абс = рка0с = 1 ат,ѵ2 — ѵ3 =

=

0,191

м3\кг,

1,715

м3\кг,

t2=

279°С, і4— Ъі2°С, р2і6с =

=

8,45

am, /?а абс = 21,4 am,

т], =

0,532,

/ѳ = 33000 кгс-м\кг.

 

 

 

 

 

 

Г л а в а XI

 

 

 

ЦИКЛЫ ПАРОСИЛОВЫХ УСТАНОВОК.

 

 

 

ЦИКЛЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

 

220.. Определить термический

к. п.

д. паросиловой установки,

работающей по циклу Ренкина, если сухой насыщенный пар,

поступающий в паровую машину, имеет давление

/?, абс =

14 am,

а отработавший

пар

в конце адиабатического расширения

имеет

давление р2абс ~

1,3

am. Ответ: T]t =

0,173.

 

 

221. Как изменится термический к. п. д. установки для усло­

вий задачи № 220, если: а) р2абс =

0,2

am, б) пар перед машиной

будет перегрет до 320^С? Ответ:

а)

г,, = 0,259, б)

= 0,186.

222. Сравнить термический к. п. д. основного цикла, протека­ ющего по условиям задачи № 221 „а“, с термическим к. п. д. цикла Карно в том же интервале температур. Ответ: rlt = 0,259, т)11( = 0,288.

223.

Определить параметры пара, выходящего из машины, если

р \ — 29

ата, tx= 350°С, р2 = 0,2 ата и т)о1 = 0,8. Представить

процесс расширения в энтропийной диаграмме. Ответ: х 2 = 0,915.

/, =

575,5 ккал\кг, ѵ2 = 7 м*\кг, 7, ss 60°С, s2 — 1,747 ккал][кг■град.

224. Определить термический к. п. д. установки, работающей

по

циклу

Ренкина,

и мощность

машины,

если Р\ = 14 ата,

$і =

320°С,

р 2= 0,2

ата и расход

пара на

машину составляет

1300 кг\час.

Ответ:

тг]4= 0,276, Л7= 385 л. с.

установки, работаю­

225. Как

изменится термический к. п. д.

щей по циклу Ренкина,

с начальными параметрами пара р х= \8ата,

tx = 320°С и

= 0,15

ата, если пар подвергается

перед маши­

ной мятию: в первом

случае—до р \ — 16 ата, во

втором — до

р '\ — 14 ата,

в третьем — до.р"\ — 12 ата.

Построить график

■f)t = f (р\). Ответ: %= 0,294, /// = 0,289, V '=

0,282, V" = 0,273.

226.Перегретый пар давлением 35 ата и tx= 350°С при проходе через клапан подвергается мятию до 25 ата. Определить темпе­ ратуру мятого пара и потерю работоспособности, еслар2 —0,3 ата.

Ответ: t / = 340°С, А/ =5,8|,/о.

227.' Судовая машина двукратного расширения работает в

интервале давлений пара /7( = 18 ата и р2 = 0,18 ата. Температура

näpa перед машиной tx = 360°С. Работа, развиваемая в цилиндре высокого давления (ц. в. д.), теоретически равна работе, раз­

виваемой

в цилиндре

низкого давления

(ц. н. д.). Определить

величины термических

к. и. д. для отдельных ступеней и для ма­

шины в целом,

а также параметры пара в ресивере. Ответ: тд в =

—0,163,

ijtH =

0,171,

% = 0,292, Рр — 2,8

ата, tp = 139°С, і9 =

—Ъ§іккал\кг, Ѵр = 0,65 м'-\кг, spr = 1,68 ккал\(кг-град).

228.Судовой паровой котел производит влажный насыщенный пар со степенью сухости 0,97 при давлении р хабс; = 11 am. Перед поступлением в маірину этот пар проходит через пароперегревате.тК. Определить параметры перегретого пара перед машиной, если из машины уходит пар при р2абс = 3 am и х2 — 1. Предста­

вить

процесс в энтропийной диаграмме. Ответ: д, а6с = 11 am,

tx= 278°С, г',3^717 ккал\кг, ѵх= 0,23 мя\кг.

 

 

229. В машине двукратного расширения (рис. 13) давление пара

при впуске в ц. в. д. равно 16 ата, давление в ресивере др =

3 ата

и в конденсаторе р2= 0,1 ата.

pecvSep

 

Пар,

имеющий

температуру

 

360°С, перед ц. в. д. машины

 

 

обогревает ресивер (промежу­

 

 

точный перегрев) пара так,

 

 

что отдает 30 кк$.л\кг тепла.

 

 

Определить состояние

пара,

 

 

выходящего из ц.

н. д.,и тер­

 

 

мический

к. п.

д.

установки,

 

 

работающей по циклу Ренкина.

 

 

Представить рассматриваемый

 

 

процесс в энтропийной диа­

 

 

грамме. Ответ: х2=0,875, t2 —

 

 

= 45°С,

^2 = 13,1

мг\кг,

і.3 =

 

 

= 545 ккал\кг,

s2— 1,722 ккал\(кг-град), ^ = 0,298.

пар с

230. В судовой

паросиловой установке

используется

параметрами р х=

29 ата, tx= 360°С и р2= 0,2 ата. При давле­

нии Рр = 6 ата осуществляется вторичный перегрев до tp— 300°С. Принимая, что установка работает по циклу Ренкина, опреде­ лить термический к. п. д. установки, удельный расход пара и тепла, а также влажность пара, покидающего машину. Ответ:

■»It— 0,315, Л'2 = 0,925, q = 2000 кпал\(л. с.-яас), d0 =2,64 кг/[л. с.-яас).

231. Судовая паросиловая установка мощностью 460

л. с.

работает

при параметрах пара:

рх—29 ата, tx — 360°С,

р2 —

= 0,2 ата.

Для регенеративного

подогрева

питательной

воды

используется пар, отбираемый

из машины

при ря= 1,4

ата

(рис. 14). Определить термический к. п. д. установки. Результаты сравнить с расчетными величинами для такой же установки, но

работающей без регенеративного подогрева. Ответ: T)tD = 0,327, % = 0,3і2.

31

232. Для обратного цикла Карно, протекающего в интервале температур ^ = + 14°С и U = — 15°С, определить холодильный коэффициент и расход энергии, если общая холодопроизводитель­ ность установки составляет 139,6 кет. Ответ:ек=Ъ,9, /Vss 15,45 кет.

233.В аммиачной компрессорной холодильной установке отвод из охлаждаемого пространства 16000 ккал\яас тепла проис­ ходит при температуре t3= — 16°С. При этом степень сухости аммиака в испарителе меняется от 0,13 до 0,93. Определить коли­ чество аммиака, циркулирующего в установке, для осуществления заданного процесса. Ответ: 64 кг\час.

234.Определить параметры состояний аммиака в характерных точках теоретического цикла abed (рис. 15) холодильной компрес­ сорной установки, если температура паров аммиака, поступающих

в компрессор, £аг™ — 12°С, а температура паров на выходе из

Рис. 15

32

компрессора tB—+ 25°С> В конце сжатия аммиачный пар стано­ вится сухим насыщенным.

Ответ.: Точки

а

в

с

d

о о

— 12

+25'

+25

-12

р , ата

V, м*\кг

X

І, ккал\кг

2,7

0,

41

0,906

268

10,25

0,127

; 1.0

307

10,25

 

—

0

28,7

2,7

0,062

0,132

28,7

235. Для условий задачи №234 определить количество хладо­ агента, необходимого для действия холодильной установки, холо­ дильный коэффициент, удельную холодопроизводительность и

мощность установки, если

общая холодопроизводительность 'со­

ставляет 140000 клал\час.

*—-

Сравнить холодильный коэффициент установки с холодильным

коэффициентом обратного

цикла Карно, протекающего в том

же интервале температур. Ответ: q2= 239,3 ккал\кг, 0 =587 кг\кас,

s = 6,16,

ек =

7,06, s : ек — 0,876, N = 36 л. с.

236.

Как

изменятся результаты, полученные при решении

задач № 234 и 235, если та же установка будет иметь компрес­ сор с „сухим ходом“ и аммиак, поступающий в компрессор, имеет степень сухости Ху = 1 (рис. 15, цикл n 'b 'b cd )?

Ответ: Точки

а' в'

в

с

d

О о

-12

+88

+25

+25

-1 2

р, ата

V, мг\кг

X

І, кісал\кг

2,7

0,45

1,0

298

10,25

0,168

—

343

10,25

0,127

1,0

307

10,26

—

0

28,7

2,7

0,062

0,132

28,7

q2 = 269,3 ккал\кг, О = 520 кг\яас, б = 6, Aq2= + 12°/о, N = 37 л. с. 237. Как изменятся результаты, полученные при решении задач № 234 и 235, если в той же установке будет осуществляться переохлаждение конденсата до£ = + 18°С (рис. 15, цикл abcc'd')?

 

 

Точки

г-ѵ оо

р, ата

ді, лг3\кг

X

 

 

а

-

12

 

2,7

0,

41

0,906

 

 

в

+

25

 

10,25

0,127

1,0

 

 

с

+

25

 

10,25

—

0

 

 

сг

+

18-

 

10,25

—

0

 

 

d'

-

12

 

2,7

0,

05

0,108

д2=

248

ккал\кг, G = 566

кг\час,

г = 6,37,

А10 = 39

N =

34,9

л. с.

 

 

 

 

 

 

 

і, ккал\кг

268

307

28,7

20

20 -

ккал\кг,

33

238.Для условий задачи № 235 определить количество воды, которое необходимо пропускать через конденсатор, если темпе­ ратура воды повышается на 8е. Ответ: 204ü0 кг\час.

239.Сравнить между собою аммиачную, углекислотную и фреоновую компрессорные холодильные установки при одинако­ вых для них условиях: процесс с „сухим ходом“ компрессора

(рис. 15), температура в начале сжатия ta>— — 16°С, степень сухости пара в начале сжатия .ѵ '-0,98, температура в конден­

саторе £с = -г-20сС, количество хладоагента, циркулирующего в установке, 0 = 1200 кг\час, повышение температуры воды в конденсаторе &t = 8°.

Точки

Ответ к задаче 239

 

 

f,°<

 

 

 

 

/?, а т а

 

 

 

X

'

 

V , л 3|кг

 

■ ккал\кг

 

О О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сч о и

 

 

•

 

NH3

CF\ С12

NH3

 

С 03

CF2CI3

NH3

с о а

CF2C12

NHj

CF2Ci2

NH3

о U

CF2C13

 

 

 

 

о

2

 

3

 

4

5

 

6

7

8

 

9

10

11

12

13

14

\

16

 

 

 

 

15

 

 

 

-

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

00 о [с__

 

 

 

 

— 16

- 1 6

16

2,3

 

20,9

1,75

0,98

0,98

0,98

0,52

0,095

289,3

56,3

134,4

+ 68

+

54

 

22

8,7

 

58,2

3,8

 

 

 

 

0,18

_

 

333

64,8

 

 

 

—

 

—

—

0,008

0,032

139,3

-г 20

+

20

г

20

8,7

’

58,2

3,8

1,0

1,0

1,0

0,12

0,0053

0,0315

306

49,4

139

-г 20

-}

20

і

20

8,7

 

58,2

3,8

0

 

0

0

—

—

' -

23

13

104,7

- 16

-

16

-

16

2,3

 

20,9

1,75

0,13

О

00 00-

0,1

0,07

0,0068

0,02

23

13

104,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

Хладо-

? 2> ккал\кг

Q\, юсал\иг

5

N , л. с.

Ot, кг\час

агент

N1+

266,3

310

6,11

83

46600

О а

43,3

51,8

5,12

16

7750

CFj СІ,

29,7

34,6

6,08

9,35

5200

\

240. Мощность“ компрессора в аммиачной холодильной уста­ новке составляет 30 л. с. Рассчитать теоретический цикл с переохлаждениём конденсата до,-П7°С, если температура испарения

равна —5°С, температура конденсации+ 25°С,

в

компрессор по­

ступает сухой насыщенный пар и охлаждающая

вода в конден­

саторе

нагревается на 10°. Ответ: /?, = 10,25

ата, р 2 —3,65 сипа,

^max =

74°С. А1 = 34,5 ккал\кг, q2 — 282 ккал\кг,

qx=

316,5 ккал\кг,

6 = 550 кг\час, Q0 — 155000 ккал\яас, е = 8,18, GB=

17400 кг\час.

241. В амммачной холодильной установке, описанной в задачах

№234 и 235, вместо регулирующего вентиля поставлен расшири­

тельный цилиндр. Рассчитать цикл установки с расширительным

цилиндром и результаты

сравнить с расчетными величинами для

установки с регулирующим вентилем.

 

 

 

Ответ:

Точки

t°C

р, а т а

V , м3\кг

І , кка л\ кг

X

 

а

- 1 2

2,7

0,41

253'

0,908

 

в

■г

25

10,25

0,127

307

1,0

 

с

+

25

10,25

—

28,7

0

 

d

-

12

2,7

0,06

24,7

0,128

qо — 243,3 ккал\кг, G = 577 кг\час, А10 -- 35 ккал\кг, /Ѵ = 31,8 л. с., д"<7 = +2?4, ДО = — 1,5%, ДУѴ=- 10%.

Г л а в а XII

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

242. Определить потерю тепла в час через кирпичную стену помещения -[X= 0,29 вт\(м-град)} высотой З'л£, длиной 5 м, если толщина стены 250 мм, на поверхностях стены поддерживаются температуры t„ , = 20°С и tcт 2 = — 30°С. Ответ: Q = 0,872 кет.

243. Судовой паровой котел работаетпри давлении р — \4amu. Определить разность температур на наружной и внутренней поверхностях стенки стального корпуса котла, если толщина стенки 25 ми, температура питательной воды 80°С и удельная производительность котла составляет 20 кг сухого насыщенного

пара

с

1 м2 в час. Ответ: Д £ = 7,3°.

244.

Каково

значение коэффициента теплопроводности, если

при

толщине

плоской стенки

8 = 30 мм и падении температур

Д£ =

30° удельный тепловой

поток равен 116,3 вт\мг. Ответ:

Xs?0,116 вт\{м-град).

245. Определить тепловой поток через плоскую шамотную стенку толщиной 480 мм, если Ат і = 1200°С, Атгл=0оС и зависи­

36

Смотрите также файлы