Реферат: Технічна термодинаміка та теплові процеси технології будівельних матеріалів

Відповідь: mH2O= 27400 кг/год, F = 69,3м2

18. Сталева труба діаметром 100мм з температурою стінок 1270С прокладена в цегляному каналі розміром 0,28х0,35м з температурою стінок 270С. Визначити теплопередачу випромінювання з 1м труби за 1 год. Для сталі С1 = 4,2Вт/м2*К4, для цегли каналу С2 = 5,33Вт/м2*К4.

Відповідь: Q = 797,5 МДж

19. Визначити товщину теплової ізоляції, виконаної з: альфою, шлакової вати. Питома втрата теплоти523 Вт/м2, температури поверхнею 7000С, 400С, коефіцієнти теплопровідності альфою 0,0302+0,000085t, коефіцієнт теплопровідності шлаковати 0,058+0,000145t.

Відповідь: альфою - 77,8мм, шлаковати - 139мм

20. Для зменшення теплових втрат у навколишнє середовище необхідно ізолювати паропровід діаметром 44/50мм. Чи доцільно застосувати як ізоляцію азбест, якщо коефіцієнт тепловіддачі зовні ізоляції у навколишнє середовище 11,63 Вт/м*К?

Відповідь: так, доцільно

21. Визначити коефіцієнт тепловіддачі вертикальної стінки висотою 2м до повітря, якщо середня температура стінки 1200С, а температура повітря на відстані від стінки 200С.

Відповідь: L = 6,82 Вт/м2*К

22. Визначити теплові втрати від стінки розміром а=1м, в=2м, встановленої більшим розміром під кутом 600 до вертикалі, якщо температура поверхні тепловіддачі 800С, а температура повітря 100С.

Відповідь: Q = 1073Вт

23. Визначити еквівалентний коефіцієнт теплопровідності та питомий тепловий потік крізь повітряний прошарок товщиною 30мм, якщо температура гарячої і холодної поверхонь стінок, між якими міститься повітря, дорівнює 1500С і 500С.

Відповідь: q = 342 Вт/м2

24. Температура повітря, яке виходить із камери сушіння складає 600С, а температура мокрого термометра 500С. Визначити відносну вологість, волого вміст, тепловміст повітря після камери.

Відповідь:  = 60%, d = 8421кг, I = 280,8 кДж/кг сухого повітря

25. Визначити тепловий потік від зовнішніх поверхонь парових корпусів касетної установки ТВО, якщо: температура поверхні 800С, температура повітря в приміщенні 200С. Зовнішня поверхня сталева, відносна поглинаюча здатність її 0,93. Коефіцієнт теплообміну розрахувати за формулою:

Відповідь: q = 867 кВт/м2

26. Визначити коефіцієнт випромінювання, якщо щільність теплового потоку від газу до 1м2 стінки дорівнює q = 4000 Вт/м2, а температура газів і стінки складають відповідно 8500С, 6000С.

Відповідь: 1,02 Вт/м2К

27. Визначити густину води, якщо вона перебуває в стані кипіння при температурі 2500С.

Відповідь: 20кг/м3

28. Водяна пара перебуває під тиском 1000кПа і температурі 2200С. Визначити стан пари, її питомий об’єм, ентальпію.

Відповідь: пара перегріта, V = 0,217м3/кг, і = 2875 кДж/кг

29. Стан пари 800 кПа, х = 0,94. Визначити питомий об’єм пари, температуру насичення, ентальпію.

Відповідь: V = 0,226м3/кг,t = 170,40С, і = 2645,1 кДж/кг

30. Визначити стан водяної пари з температурою 1400С і питомим об’ємом V = 0,4м3/кг.

Відповідь: пара волога, насичена, х=0,785

31. Визначити стан водяної пари, її питомий об’єм, ентальпію, густину, якщо тиск її 1500 кПа, температура 2000С.

Відповідь: пара перегріта, V = 0,1324м3/кг,

і = 2796 кДж/кг, =7,55 кг/м3

32. Визначити ступінь перегріву пари з тиском 500кПа, температурою 1800С.

Відповідь: 28, 20С

33. Визначити за допомогою діаграми стан і параметри водяної пари при температурі 900С і тиску 30 кПа.

Відповідь: пара перегріта, і = 2680 кДж/кг, S = 7,89 кДж/кг*К

34. Водяна пара масою 1 кг під тиском 1МПа при температурі 2000С нагрівається за сталим тиском до температури 3000С. Визначити кількість витраченої теплоти та роботу розширення пари.

Відповідь: q = 223 кДж/кг, l = 52 кДж/кг

35. Визначити параметри сухої насиченої пари при температурі 1500С.

Відповідь: р=0,476 МПа, і=2750 кДж/кг, S=6,8 кДж/кг*К

36. Водяна пара нагрівається ізобарно до 3500С від вихідного стану 400 кПа і температури 2500С. Як змінюються параметри пари?

Відповідь: і = 200 кДж/кг, = 0,4 кДж/кг*К

37. Визначити ступінь сухості та температуру водяної пари після адіабатного розширення від стану сухої насиченої пари при температурі 1500С до тиску 200 кПа.

Відповідь: t = 1200С, х = 0,946

38. Тиск пари в котлі складає 1,6 МПа. Визначити її температуру.

Відповідь: 2000С

39. Тиск пари 0,4 МПа, ступінь сухості х = 0,9. Визначити ентальпію 1 кг пари.

Відповідь: 2520 кДж/кг

40. Тиск насиченої пари 1 МПа, х = 0,9. Визначити значення t, і, S.

Відповідь: t = 1780С, і = 748 кДж/кг, S =6,18 кДж/кг*К

41. Ентальпія вологої пари при р = 1,4 МПа дорівнює і = 2706,7 кДж/кг. Як зміниться ступінь сухості, якщо до пари підвести q = 37,7 кДж тепла при p = const?

Відповідь: від х = 0,96 до х = 0,98

42. Для отримання 1 кг вологої пари при р = 1,6 МПа витрачено 2702,55 кДж тепла. Визначити ступінь сухості пари, її питомий об’єм, густину.

Відповідь: х = 0,955, = 8,3 кг/м3. V = 0,122 м3/кг

43. Визначити об’єм перегрітої пари при р = 1,2 МПа і t = 3000С.

Відповідь: 0, 2088 м3/кг

44. За умов попереднього прикладу визначити витрати тепла для отримання 1 кг пари із води, взятої при 00С (визначити ентальпію перегрітої пари).

Відповідь: 3040 кДж/кг

45. У змішувальну камеру надходять два потоки повітря: перший - витрати m1 = 0,4 кг/с, t1 = 400С, = 45%, другий - m2 = 0,6 кг/с, t2 = 600С, = 30%. Визначити параметри суміші з використанням діаграми.

Відповідь: t = 520С, = 37%, d = 32,4 г/кг

46. Повітря надходить в калорифер при температурі 200С та відносній вологості 60%, де підігрівається до температури 1500С. Відносна вологість гріючого агента сушіння на виході із сушарки 80%, волого вміст 33,8 г/кг сухого повітря. Визначити витрати повітря на випаровування 1 кг вологи та витрати тепла з використанням діаграми.

Відповідь: l = 24,64 кг/кг вол., q = 3469 кДж/кг вол

47. Атмосферне повітря при температурі 250С та відносній вологості 70% підігрівається в калорифері до 1000С, надходить в камеру сушіння, з якої виходить при температурі 400С. Визначити кінцевий волого вміст, витрати повітря та тепла на 1 кг випареної вологи за допомогою діаграми.

Відповідь: d = 38 г/кг с. пов, l = 42 кг/кг вол, q = 3374 кДж/кг вол

48. У трьох посудинах різної ємності міститься вода із різною температурою: 2 л - 600С, 6 л - 300С, 7 л - 400С. Яку температуру набуде вода, якщо злити її в одну посудину?

Відповідь: 38,60С

49. У трьох посудинах різної ємності міститься розчин NaCl із різною температурою: 6 л - t = 300С, C = 3.35 кДж/кг*К...25% NaCl; 3 л - t = 800С, C = 3.77 кДж/кг*К...12,5% NaCl; 11 л - t = 600С, C = 3.98 кДж/кг*К...6,25% NaCl. Яку температуру набуде розчин, якщо всю рідину злити в одну ємність?

Відповідь: 55,80С

50. Яка кількість теплоти необхідна для перетворення льоду масою 5 кг з температурою - 200С у пару з температурою 1000С?

Відповідь: 1,53*104кДж

Завдання до самостійної роботи

Задачі

1. Маса 1м3 метану за певних умов складає 0,7 кг. Визначити густину та питомий об’єм метану, виходячи з тих самих умов.

Відповідь:

2. Густина повітря за певних умов дорівнює 1,293 кг/м3. Визначити питомий об’єм, виходячи з тих самих умов.

Відповідь: V = 0,773м3/кг

3. Тиск повітря згідно показанням ртутного барометра дорівнює 720 мм рт. ст. при 0оС. Перевести цей тиск у Паскалі.

Відповідь: р =102660 Па = 102,7 кПа

4. Визначити абсолютний тиск пари в котлі, якщо манометр показує 0,245 МПа, атмосферний тиск за показаннями ртутного барометра складає B = 93325 Па (750 мм рт. ст) при t = 200С.

Відповідь: р = 0,338 Па

5. Яка висота водяного стовпчика відповідає 10 Па?

6. Яка висота ртутного стовпчика відповідає 100 кПа?

Відповідь: h = 750мм

7. Визначити абсолютний тиск у конденсаторі парової турбіни, якщо показання ртутного вакуумметра дорівнює 94 кПа (705 мм рт. ст), а показання ртутного барометра, приведене до 0оС, В0=99,6 кПа (747 мм рт. ст). Температура повітря на місцях розташування приладів t=20оС.

Відповідь: =60 кПа

8. Ртутний вакуумметр, приєднаний до посудини, показує розрідження р = 56 кПа (420мм рт. ст) при температурі ртуті у вакуумметрі t = 200С. Тиск атмосфери по ртутному барометру В=102,4 кПа (768 мм рт. ст) при температурі ртуті t = 180С. Визначити абсолютний тиск в посудині.

Відповідь: рабс=46,3 кПа

9. Тягомір, який приєднаний до газоходу парового котла, показує розрідження 780 Па. Визначити абсолютний тиск димових газів, якщо барометр показує В = 102658 Па (770 мм рт. ст) при t = 0оС.

Відповідь: р=101870 Па (764,1 мм рт. ст)

10. Тягомір показує розрідження в газоході 412 Па (42 мм в. ст). Атмосферний тиск складає В = 100925 Па (757 мм рт. ст) при t= 150С. Визначити абсолютний тиск димових газів.

Відповідь: р=100250 Па (751,96 мм рт. ст)

11. У газгольдер об’ємом V = 200 м3 подається газ по трубі діаметром d = 0,1 м із швидкістю 3 м/с. Питомий об’єм газу ν = 0,4 м3/кг. За який час газгольдер буде наповненим, якщо густина газу дорівнює 1,3 кг/м3?

Відповідь: 4407 с

12. Визначити густину газу СО при р = 0,1 МПа, t = 150С.

Відповідь: = 1.169 кг/м3

13. Визначити густину та питомий об’єм газу СО2 при нормальних умовах.

Відповідь: н= 1,964 кг/м3, νн=0,509м3/кг

14. Визначити питомий об’єм кисню під тиском р=2,3МПа, при температурі t= 2800С.

Відповідь: v =0,0625 м3/кг

15. Густина повітря в нормальних умовах н= 1,293 кг/м3. Яку густину має повітря під тиском р=1,5 МПа при температурі t=200С?

Відповідь: = 17,82 кг/м3

16. Визначити масу СО2 у посудині з об’ємом V = 4м3 при t=800С. Тиск газу згідно манометру складає 0,04 МПа. Барометричний тиск В = 103990 Па.

Відповідь: М = 8,6 кг

17. В циліндрі з рухомим поршнем перебуває 0,8 м3 повітря під тиском р=0,5 МПа. Як повинен змінитися об’єм, щоб при підвищенні тиску до 0,8 МПа температура повітря не змінилася?

Відповідь: V = 0,5 м3

18. Димові гази після топки парового котла охолоджуються від 1200 до 250оС. У скільки разів зменшується їх об’єм, якщо тиск газів на початок і на кінець газоходу однаковий?

Відповідь: У 2,82 рази

19. У скільки разів об’єм певної маси газу при - 20оС менший ніж при +20оС, якщо тиск для обох випадків однаковий?

Відповідь: У 1,16 разів. Для розв'язку можна скористати залежність

20. У скільки разів зміниться густина газів у посудині, якщо при постійній температурі показання манометра зменшуються від р1=1,8 МПа до р2=0,3 МПа? Барометричний тиск складає 0,1 МПа.

Відповідь:

21. У повітронагрівач парового котла подається вентилятором 130000 м3/год повітря при температурі 30оС. Визначити об'ємні витрати повітря на виході із підігрівача, якщо воно нагрівається до 4000С при сталому тиску.

Відповідь: V =288700 м3/год

22. Визначити газову сталу для кисню, водню і метану.

Відповідь: RO2=259.8; RH2=4124; RCH4=518.8 Дж/ (кг·К)

23. Який об’єм займає 1 кг азоту при температурі 700С і тиску 0,2 МПа?

Відповідь: V =0,509 м3/кг

24. Визначити масу кисню у балоні, ємністю 60 л, якщо тиск кисню за показаннями манометра складає 1,08 МПа, а показання ртутного барометра відповідає 99325 Па при температурі 250С.

Відповідь: М = 0,91 кг

25. В посудині перебуває повітря під розрідженням 10 кПа при температурі 00С. Ртутний барометр показує 99725 Па при температурі 200С. Визначити за даних умов питомий об’єм повітря.

Відповідь: V =0,876 м3/кг

26. Який об’єм займає 11 кг повітря при тиску р=0,44 МПа і температурі 180С?

Відповідь: V =2,088 м3

27. Визначити масу 5 м3 водню, 5 м3 кисню і 5 м3 діоксиду вуглецю під тиском 0,6 МПа при температурі 1000С.

Відповідь: MH2 = 1.95кг; MO2 = 30.9кг; MCO2 = 42.6кг

28. В циліндрі діаметром 0,6 м міститься 0,41 м3 повітря при р=0,25 МПа і t=350С. До якої температури необхідно нагріти повітря під сталим тиском, щоб поршень, який рухається без тертя, піднявся на 0,4 м?

Відповідь: t2=117,60С.

29. В циліндричній посудині із внутрішнім діаметром d=0,6 м і висотою h=2,4м перебуває повітря при температурі 180С. Тиск повітря складає 0,765 МПа. Барометричний тиск складає 101858 Па. Визначити масу повітря в посудині.

Відповідь: М = 7,04 кг

30. Балон із киснем ємністю 20 л перебуває під тиском 10МПа при 150С. Після витрати частини кисню тиск упав до 7,6МПа, а температура зменшилася до 100С. Визначити масу витраченого кисню.

Відповідь: М = 0,606 кг

31. Посудина об’ємом 0,5м3 заповнена повітрям під тиском 0,2 МПа при температурі 200С. Скільки повітря слід викачати із посудини, щоб розрідження в ній склало 56 кПа за умови, що температура не зміниться? Атмосферний тиск згідно показанням ртутного барометра складає 102,4 кПа при температурі ртуті в ньому 180С. Розрідження в посудині вимірюється ртутним вакуумметром при температурі ртуті 200С.

Відповідь: М = 1,527 кг

32. Резервуар об’ємом 4м3 заповнений диоксидом вуглецю. Визначити масу, силу тяжіння газу в резервуарі, якщо надлишковий тиск газу р = 40 кПа, температура його 800С, барометричний тиск повітря В = 102,4 кПа.

Відповідь: М = 8,64 кг; G = 84,8 Н

33. Визначити густину і питомий об’єм водяної пари в нормальних умовах, вважаючи пару в такому стані ідеальним газом.

Відповідь: н= 0,804 кг/м3, Vн=1,243 м3/кг

34. Який об’єм становить для 10 кмолей азоту в нормальних умовах?

Відповідь: 224 м3

35. Чому дорівнює об’єм 1 кмолю газу при р =2 МПа і t = 2000С?

Відповідь: 1,97м3/кмоль

36. При якій температурі 1 кмоль газу має об’єм V= 4м3, якщо тиск газу р=1кПа?

Відповідь: t = 1980С

37. В посудині ємністю V=10 м3 міститься 25 диоксиду вуглецю. Визначити абсолютний тиск в посудині при температурі t=270С.

Відповідь: 141,7 кПа

38. Якій температурі відповідає густина азоту 3кг/м3 при тиску 1,5 мПа?

Відповідь: t = 14420С

39. Яку густину має оксид вуглецю при t = 200С, р=94,7 кПа, якщо при 00С і 101,3 кПа густина складає 1,251кг/м3?

Відповідь: со= 1,09 кг/м3

40. У скільки разів більше повітря вміщує резервуар при 100С, ніж при 500С, якщо тиск залишається сталим?

Відповідь: У 1,14 разів

41. Балон ємністю 0,9м3 заповнений повітрям при температурі 170С. Приєднаний до нього вакуумметр показує розрідження 80 кПа. Визначити масу повітря в балоні, якщо барометричний тиск складає 98,7 кПа.

Відповідь: М = 0, 2018 кг

42. Маса пустого балону для кисню ємністю 0,05 м3 дорівнює 80 кг. Визначити масу балону після заповнення його киснем при температурі t = 200С до тиску 10 МПа.

Відповідь: М = 86,57 кг

43. Для автогенного зварювання використано балон кисню, ємністю 100 л. Визначити масу кисню, якщо його тиск р = 12 МПа, і температура 160С.

Відповідь: М = 16 кг

44. Визначити підйомну силу повітряної кулі, наповненої воднем, якщо об’єм її на поверхні землі складає 1м3 при тиску р= 100 кПа, і температурі 150С.

Відповідь:

45. Визначити необхідний об’єм аеростату із воднем, якщо підйомна сила, яку він повинен мати на висоті Нmax=7000м, дорівнює 39240 Н. Параметри повітря на вказаній висоті дорівнюють: р = 41 кПа, t = - 300С.

Відповідь: V1=7311м3, , V2=3738м3

46. Газосховище об’ємом V = 100м3 наповнено газом коксових печей. Визначити масу газу в сховищі, якщо t = 200С, барометричний тиск В = 100 кПа, а показання манометра, встановленого на газосховищі, р = 133,3 кПа. Газову сталу для коксового газу прийняти 721 кДж/ (кг·К).

Відповідь: М = 47,6 кг

47. Стиснене повітря в балоні має температуру 150С. Під час пожежі температура повітря в балоні піднялася до 4500С. Чи вибухне балон, якщо відомо, що він може витримати тиск не більше 9,8МПа? Початковий тиск 4,8МПа.

Відповідь: Так

48. Посудина ємністю 4,2м3 наповнена 15 кг оксиду вуглецю. Визначити тиск в посудині, якщо температура газу 270С.

Відповідь: р = 0,318МПа

49. Повітря із балона ємністю 0,9м3 випускається в атмосферу. Температура його спочатку була 270С. Знайти масу повітря, яке вийшло із балона, якщо початковий тиск в балоні складав 9,32МПа, а після випуску - 4,22МПа, а температура повітря понизилася до 170С.

Відповідь: 51,8 кг

50. По трубопроводу протікає 10м3/с кисню при температурі 1270С і тиску 0,4МПа. Визначити витрати газу щосекунди.

Відповідь: М = 38,5 кг/с

51. Дуттєвий вентилятор подає в топку парового котла 102000м3/год повітря при температурі 3000С і тиску 20,7кПа. Барометричний тиск повітря в приміщенні В = 100,7кПа. Визначити годинну продуктивність вентилятора (при нормальних умовах).

Відповідь: Q = 48940 м3/год

52. Компресор подає стиснене повітря в резервуар і тоді тиск в резервуарі підвищується від атмосферного до 0,7МПа, а температура від 20 до 250С. Об’єм резервуара V = 56м3, барометричний тиск 100 кПа (приведений 900°С). Визначити масу повітря, що подане в резервуар.

Відповідь: М = 391,7 кг

53. В 1м3 сухого повітря міститься близько 0,21м3 кисню і 0,79м3 азоту. Визначити масовий склад повітря, його газову сталу та парціальний тиск кисню й азоту.

Відповідь: mо2=0.232; mN 2 =0.768; R = 287Дж/ (кг·К)

PN2 = 0.79; PO2 = 0.21 від Р суміші

54. Суміш газів складається із водню та оксиду вуглецю. Масова частка водню mН2 = 0,67%. Визначити газову сталу суміші та її питомий об'єм (при нормальних умовах).

Відповідь: Rсум = 552 Дж/ (кг·К), Vн=1,49 м3/кг

55. Визначити газову сталу суміші газів, яка складається із 1м3 генераторного газу та 1,5м3 повітря, знайти парціальний тиск кожної складової. Густину генераторного газу прийняти 1,2кг/м3.

Відповідь: Rсум = 295 Дж/кг*к, Ргг=0,4 Рсум,

Рпов=0,6 Рсум.

56. Об'ємний склад сухих продуктів горіння палива наступний: CO2 - 12.3%; O2 - 7.2%; N2 - 80.5%. Визначити уявну молекулярну масу і газову сталу, густину та питомий об’єм продуктів горіння при В = 100кПа і t = 8000С.

Відповідь:  сум = 30,3; Rсум = 274 Дж/ (кг·К),

V=2,94 м3/кг, сум = 0,34кг/ м3

57. Генераторний газ має наступний об'ємний склад: Н2 - 7%; СН4 - 2%; CO - 27,6%; СO2 - 4,8%; N2 - 58,6%. Визначити масові частки, уявну молекулярну масу, газову сталу, густину та парціальний тиск при 150С і 0,1МПа.

Відповідь: mH2 = 0.005; mCH4 = 0.012; mCO = 0.289;

mCO2 = 0.079; mN2 = 0.615;  сум = 26,72; Rсум = 310,8 Дж/ (кг·К),сум = 1,095кг/ м3

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10