ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Задача 1. Газ массой m= 1 имеет начальные параметры - давление Р₁ и температуру t₁. После политропного изменения состояния газа объём его стал V₂ давление Р₂. Определить начальный объем V _1, конечную температуру Т₂ газа, показатель политропы n, теплоёмкость процесса С, работу расширения газа ℓ, изменение внутренней энергии ∆ U и изменение энтропии ∆ S. Определить эти же величины, если изменение состояния газа происходит по изотерме до того же значения конечного объёма V₂. Сделать и записать выводы по полученным расчётным данным. Показать процессы в p - V и T - s - диаграммах.

Контрольный вопрос. Каковы общая формулировка и математи­ческое определение первого закона термодинамики? Дайте определение и объясните физическую сущность величин, входящих в уравнение первого закона термодинамики.

Задача 2. Определить параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя с изохорно - изобарным подводом теплоты (смешанный цикл), если известны давление Р_1, и температура t₁ рабочего тела в начале сжатия. Степень сжатия , степень предварительного расширения , степень повышения давления заданы .

Определить работу, получаемую от цикла, подведённую и отве­денную теплоту, термический КПД цикла и изменение энтропии отдельных процессов цикла. За рабочее тело принять воздух, считая его теплоёмкость в расчётных интервалах температур постоянной. Построить на "милли­метровке" в масштабе этот цикл в координатах P-V и T-S. Дать к полученным графикам соответствующие пояснения.

Контрольный вопрос. Приведите основные формулировки второго закона термодинамики.

Задача 3. Показать сравнительным расчётом целесообразность применение пара высоких начальных параметров и низкого конечного давления на примере паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, определив располагаемый теплоперепад, термический КПД цикла и удельный расход пара для двух различных значений начальных и конечных параметров пара.

Указать конечное значение степени сухости. Изобразить схему простейшей паросиловой установки и дать краткое описание её работы. Представить цикл Ренкина в диаграммах P-V и T-S. Задачу решать с помощью H-s диаграммы.

Представить графическое решение задачи в Н -s диаграмме.

Задача 4. Определить потери тепла за 1 час с одного метра длины горизон­тально расположенной цилиндрической трубы, охлаждаемой свободным потоком воздуха, если известны наружный диаметр d трубы, температура стенки трубы tc температура воздуха t_B в помещении.

Контрольный вопрос. Какими основными безразмерными числами (критериями) подобия определяется конвективная теплопередача и каков физический смысл этих чисел подобия?

Задача 5. Плоская стальная стенка толщиной δс омывается с одной стороны горячими газами с температурой t_l, с другой стороны водой с температурой t₂. Определить коэффициент теплопередачи К от газов к воде, удельный тепловой поток q и температуры обеих поверхностей стенки, если известны коэффициенты теплопередачи от газа к стенке α1 и от стенки к воде α2; коэффициент теплопроводности стали λс=58 Вт/(мК). Определить также все указанные выше величины, если стенка со стороны воды покрыта слоем накипи толщиной δн; коэффициент теплопроводности накипи λн= 1 Вт/(мК). Для указанных вариантов построить эпюры температур от t₁ до t₂. Объяснить в чём заключается вред отложения накипи стальных поверх­ностях нагрева.

Контрольный вопрос. В чём различие между коэффициентами теплоотдачи и теплопередачи, и какова связь между ними.