гр.530В

Домашнее задание №3 по Теплотехникегруппа 530В
на тему: «Конструктивный расчет теплообменного
аппарата типа «труба в трубе»
Задание №1
по теплотехнике
Тема: Расчёт смеси газов
Условия задания
Дано: дымовые газы известного состава охлаждаются от температуры
t1 до температуры t2 при постоянном давлении Р.
Определить:
Кажущуюся молекулярную массу смеси (μсм).
Газовую постоянную смеси. (Rr см).
Парциальные давления составляющих газов в смеси (Pi)
Плотность смеси (50 см).
Приведенные объемы составляющих газов смеси (νi).
Общий объем смеси (V см).
Количество тепла, выделившееся при охлаждении газа (расчёт
произвести с учетом зависимости теплоёмкости от температуры) (Q).
Расчёт по пунктам 4, 5 и 6 провести для температуры t1.
Состав смеси принять согласно первой цифре номера задания таблицы:
Первая цифСостав газов
Обозначение и
ра номера
единица измерения
СО2
N2
H2O
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
задания
0
6,0
3
9,0
V0, нм3
1,13
0,723
1
3,75
m, кг
0,023
0,040
2
0,034
, моль
1,2
3,0
3
7
V0, нм3
2,36
2,41
4
8,25
m, кг
0,054
0,013
5
0,025
, моль
20,0
10,0
6
15
V0, нм3
3,94
8,05
7
18,75
m, кг
0,09
0,046
8
0,067
, моль
50,0
30,0
9
35,0
V0, нм3
Примечание: нм3 – нормальный кубометр, т.е. объем при нормальных
условиях (t = 0°C; p = 1,013•105Па).
Температуру и давление смеси газов принять согласно второй цифре номера
задания из таблицы:
Вторая
цифра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
номера
задания
Р, бар 1,016 1,014 1,012 1,10 1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40
t1, °С
1100 1200 1000 520 480 450 650 570 630 470
T2, °С
720
650
580
250 210 160 170 150 220 180
Примечание:
1) Удельные теплоемкости газов брать по таблице в Приложении 1 книги
«Сборник задач по теплотехнике и теплоснабжению предприятий
лесной и деревообрабатывающей промышленности» под ред.
Ю.П.Семенова
2) Первая цифра номера задания соответствует предпоследней цифре
номера зачётной книжки. Вторая цифра номера задания соответствует
последней цифре номера зачётной книжки.
3) 1 бар = 105 Па.
4) Результат расчётов 1-го задания будут использованы для выполнения
2-го задания по расчёту термодинамического угла
Домашнее задание №2
по теплотехнике для всех групп
Тема: Расчёт термодинамических циклов
Условия задания
По заданным исходным параметрам рабочего тела (смеси идеальных
газов) (которые были определены в задании №1) для заданного прямого
цикла определить:
1.
Газовую постоянную, молекулярную массу и теплоемкость рабочего
тела.
2.
Параметры и функции состояния (р, , Т, I, u, s) в характерных точках
цикла. Энтропию определить относительно состояния при нормальных
физических условиях (Т = 273 К, з = 0,101 МПа).
3.
Работу, количество подведенной и отведенной теплоты, изменение
внутренней энергии, энтальпии и энтропии на 1 кг рабочего тела в каждом
процессе (из которых состоит цикл).
4.
Работу цикла, количество подведенной и отведенной теплоты на 1 кг
рабочего тела в каждом цикле, термический КПД цикла.
5.
КПД цикла Карно, имеющего одинаковые с расчетным циклом
максимальное и минимальное значения температуры.
Построить цикл в р – υ и Т – s координатах. Для построения кривых
каждый процесс должен быть построен по двум промежуточным точкам.
Результаты расчёта внести в таблицу.
Для построения графиков необходимо использовать миллиметровую
бумагу или на кафедре физики перекинуть на флешку ее изображение в ЭВМ
(спросить Галину Никитичну).
Теплоемкость смеси считать постоянной. Исходные данные принять по
табл. 2 и 3.
Таблица 2
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
Параметры в точках и другие условия
№ схемы
цикла
(табл.3)
№
варианта
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ЦИКЛА
p, МПа;
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
5
3
3
3
6
6
6
7
7
7
8
8
8
9
9
9
7
7
v, м3/кг;
t, °С;
p1=0,5; p2= 1,0; v2= 0,09; v3 = 1,4
p1=0,1; p2= 0,2; v2= 0,4; v3 = 0,8
p1=0,3; p2= 0,6;v2= 0,15; v3 = 0,5
t1 = 200; p1=0,6;t2= 300;v3= 0,5; p5 = 0,3
t1 = 250; p1=0,8;t2= 400;v3= 0,7; p5 = 0,2
t1 = 300; p1=1,0; t2= 400;v3= 0,35;p5 = 0,2
t1 = 25; p1=0,3; p2= 2,0; t3= 550
t1 = 25; p1=0,15; p2= 1,0;t3= 500
t1 = 30; p1=0,2; p2= 1,5; t3= 600
p1=0,3;p2= 1,0;v1 = 0,3; t3= 200
p1=0,2; p2= 1,0;v1 = 0,5; t3= 400
p1=0,1;p2= 0,5; v1 = 0,9;t3= 1200
p1=1,2;p2= 1,4;v1 = 0,08; t3= 160
p1=0,2;p2= 0,4; v1 = 0,6; t3= 1000
p1=0,6;p2= 0,9;v1 = 0,15; t3= 350
v1 = 0,12; t1 = 50;p2= 2,5;t3= 300
v1 = 0,12; t1 = 100; p2= 2,0;t3= 350
v1 = 0,12; t1 = 150;p2= 1,5;t3= 850
p1=0,2; p2= 1,0;t2= 300;q2-3= 1050
p1=0,1; p2= 0,8;t2= 400;q2-3= 500
p1=0,1; p2= 0,5; t2= 300;q2-3= 800
p1=0,08; t1 = 10; v2= 0,4;t3= 227
p1=0,2; t1 = 100; v2= 0,2; t3= 400
p1=0,3;t1 = 10; v2= 0,1; t3= 250
p1=0,12; t1 = 55;ɛ = v1/ v2= 15; q2-3= 920
p1=0,12;t1 = 20;ɛ = v1/ v2= 12; q2-3= 500
p1=0,12;t1 = 40;ɛ = v1/ v2= 8; q2-3= 300
p1=1,1; t1 = 80;ɛ = v1/ v2= 14; q2-3= 840
p1=1,1; t1 = 50;ɛ = v1/ v2= 16; q2-3= 900
p1=1,1; t1 = 30;ɛ = v1/ v2= 12; q2-3= 700
p1=0,8;t1 = 10;v2= 0,4;t3= 225
p1=0,12; t1 = 30; v2= 0,3;t3= 250
q, кДж/кг
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
Параметры в точках и другие условия
№ схемы
цикла
(табл.3)
№
варианта
Продолжение табл. 2
p, МПа;
7
10
10
10
11
11
11
11
11
11
8
8
8
11
11
11
12
12
12
13
13
13
14
14
14
12
12
12
15
15
15
16
16
16
17
17
17
10
10
10
16
16
v, м3/кг;
t, °С;
p1=0,2; t1 = 50; v2= 0,1; t3= 350
v1 = 1,2; t1 = 80;ɛ = v1/ v2= 5;q2-3= 840
v1 = 1,2; t1 = 120;ɛ = v1/ v2= 6;q2-3= 750
v1 = 1,0; t1 = 150; ɛ = v1/ v2= 9;q2-3= 500
p1=3,0; t1 = 400; p2= 1,4; p3= 0,6;
p1=3,0; t1 = 450; p2= 2,0; p3= 0,6;
p1=3,0; t1 = 550; p2= 2,0; p3= 0,5;
p1=5,0; v2= 0,12; p3= 0,5; t4= - 35
p1=6,0; v2= 0,14; p3= 0,5; t4= 20
p1=4,0; v2= 0,12; p3= 0,4; t4= 10
p1=0,35;v1 = 0,25; p2= 2,0; t3= 300
p1=0,25;v1 = 0,4; p2= 1,5; t3= 370
p1=0,4; v1 = 0,3; p2= 2,5; t3= 550
p1=1,3;t1 = 300; t3= 17;p3= 0,1;
p1=1,7;t1 = 350;t3= 30; p3= 0,12;
p1=1,0; t1 = 300; t3= 20; p3= 0,5;
p1=0,2; v1 = 0,45; p3= 1,2; v2= 0,14;
p1=0,2; v1 = 0,45; p3= 1,5; v2= 0,14;
p1=0,1; v1 = 0,6; p3= 1,0; v2= 0,15;
p1=3,5; t1 = 210; t2= 250; p3= 2,5;
p1=2,0; t1 = 210;t2= 250; p3= 1,8;
p1=1,5; t1 = 250;t2= 350;p3= 1,0;
p1=0,1; t1 = - 50; p2= 0,5; n = 1,2;ρ = v3/ v2=2
p1=0,1; t1 = 10; p2= 0,7; n = 1,2;ρ = v3/ v2=2
p1=0,12; t1 = 30; p2= 1,0; n = 1,25;ρ = v3/ v2=1,8
p1=0,12;v1 = 0,5;t2= 130; p3= 4,0;
p1=0,1;v1 = 0,7; t2= 150;p3= 4,0;
p1=0,08;v1 = 0,75;t2= 150;p3= 4,5;
p1=0,18; t2= 300; v2= 0,5; p3= 0,25;n = 1,2;
p1=0,2; t2= 350; v2= 0,2; p3= 0,7; n = 1,2;
p1=0,15; t2= 300; v2= 0,6; p3= 0,23; n = 1,2;
p1=0,1; t1 = 50; p2= 1,0; t3= 200
p1=0,1; t1 = 20; p2= 1,2; t3= 250
p1=0,2; t1 = 50; p2= 0,8; t3= 300
p1=0,1; t1 = 27;ɛ = v1/ v2= 16;ρ = v3/ v2= 4;
p1=0,1; t1 = 47;ɛ = v1/ v2= 14;ρ = v3/ v2= 3
p1=0,2; t1 = 27;ɛ = v1/ v2= 15;ρ = v3/ v2= 2
p1=0,1; t1 = 27; p2= 0,8;q2-3= 620
p1=0,2; t1 = 50; p2= 1,0;q2-3= 600
p1=0,3; t1 = 20; p2= 1,5;q2-3= 700
p1=1,2; t1 = 100; p2= 3,0; t3= 200
p1=0,2; t1 = 100; p2= 1,0; t3= 200
q, кДж/кг
№ схемы
цикла
(табл.3)
№
варианта
75
576
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
Параметры в точках и другие условия
p, МПа;
16
17
17
17
5
5
5
18
18
18
17
17
17
11
11
11
19
19
19
20
20
20
9
9
9
9
v, м3/кг;
t, °С;
p1=0,6; t1 = 150; p2= 1,5; t3= 250
p3= 5,0; t3= 300; p4=1,8; v1 = 0,1
p3= 2,5; t3= 300; p4=1,25;v1 = 0,2
p3= 1,0; t3= 300;p4=0,5;v1 = 0,4
p1=2,4; v1 = 0,04; p2= 2,8; t3= 150
p1=1,5; v1 = 0,08; p2= 1,9; t3= 300
p1=1,0; v1 = 0,12; p2= 1,5; t3= 700
t1 = 210; p1=1,0;t2= 300;v3 = 0,2;p4= 0,6
t1 = 200; p1=1,5;t2= 300; v3 = 0,2;p4= 0,4
t1 = 200; p1=2,0;t2= 300; v3 = 0,2;p4= 0,5
v1=0,12; p1= 0,8; p2= 2,0; p3= 1,2
v1=0,15;p1= 0,7; p2= 2,5; p3= 2,0
v1=0,8; p1= 0,1;p2= 3,0; p3= 2,5
t3= 27;p3= 0,1; v3/ v2= 3;q1-2= 220
t3= 50;p3= 0,13; v3/ v2= 4;q1-2= 300
t3= 50;p3= 0,08; v3/ v2= 5;q1-2= 300
p1=0,1;t1 = 20;ɛ = v1/ v2= 6;λ = p3/ p2= 2
p1=0,12; t1 = 40;ɛ = v1/ v2= 8;λ = p3/ p2= 1,5
p1=0,12;t1 = 20;ɛ = v1/ v2= 10; λ = p3/ p2=1,8
p1=0,1; t1 = 30;ɛ = v1/ v2= 5;q2-3= 500
p1=0,13;t1 = 40;ɛ = v1/ v2= 7;q2-3= 300
p1=0,11; t1 = 50;ɛ = v1/ v2= 10; q2-3= 600
p1=0,1; t1 = 15;ɛ = v1/ v2= 16;q2-3= 600
p1=0,11; t1 = 15;ɛ = v1/ v2= 14;q2-3= 800
p1=0,12; t1 = 25;ɛ = v1/ v2= 18;q2-3= 750
p1=0,11; t1 = 30;ɛ = v1/ v2= 18;q2-3= 500
q, кДж/кг
Таблица 3
Схема цикла
Продолжение табл. 3
Примечание: номер варианта выбирается по двум последующим цифрам
номера зачетной книжки.
Домашнее задание №3
по теплотехнике
Тема: Конструктивный расчёт теплообменного аппарата типа «труба в
трубе».
№ п/п в
журнале
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
9
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
Номер
варианта
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
Исходные данные берутся из таблиц 1, 2, 3.
Требуется определить:
1.
Геометрические размеры аппарата:
Внутренний диаметр труб, длину труб, площадь
теплообменной поверхности.
2.
Температуру греющего теплоносителя на
выходе из т/о аппарата t, .
3.
Вычертить схему теплообменного аппарата с
указанием основных размеров.
Таблица 1
Размеры труб по ГОСТ 8734 – 78
Толщина стенки, мм
1,0
2,0
2,5
3,0
4,0
Наружный диаметр, мм
16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; 28; 30; 32;
36; 38
40; 50; 56; 60
80; 100
130
150; 170; 180; 200; 220; 240
Таблица 2
Исходные данные для теплового расчета теплообменного аппарата
Исходные данные
0
Греющий теплоноситель
1
Вода
Воздух
Первая цифра номера варианта
2
3
4
5
6
Трансформатор
Масло МК
ные масла
Вода
Нагреваемый
теплоноситель
Материал труб
Латунь
Сталь
30
Латунь
Греющий теплоноситель
движется
Схема
движения
теплоносителей
Прямо
ток
Против
оток
Прямо
ток
Сталь
30
7
8
Масло МС
Латунь
Сталь Латунь
30
По внутренней трубе
Противоток
Прямо
ток
Сталь
30
Противоток
Латунь
9
Сталь
30
Прямоток
Таблица 3
Исходные данные
Вторая цифра номера
варианта
0
1,0
1
1,5
2
2,0
3
2,5
4
3,0
5
3,5
6
4,0
7
4,5
8
5,0
9
6,0
греющего
100
111
120
130
140
130
120
110
100
140
теплоносителя t / 1 °С
Расход нагреваемого
4,0
3,0
2,5
3,5
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
10
20
10
20
10
20
15
20
10
15
Расход греющего
теплоносителя G 1 кг/с
Начальная
температура
теплоносителя G 2 , кг/с
Начальная
температура
нагреваемого
теплоносителя t / 2 , ° С
Конечная температура
нагреваемого
теплоносителя
t//2°С
80
70
60
50
40
50
60
70
80
90