Шифр 40. Определяем объемные теплоемкости смеси в начале и конце охлаждения

  • ID: 28265 
  • 12 страниц

Фрагмент работы:

Шифр 40. Определяем объемные теплоемкости смеси в начале и конце о…

Контрольная работа №1, Вариант 40

Задача 1

Дано:

Решение:

Заносим в таблицу значения объемных долей..., молекулярные массы газов...и изобарные объёмные теплоёмкости газов при... и...

Газ............

Углекислый газ... 13 44 1,694 1,279

Кислород... 7 32 1,055 0,941

Азот... 70 28 0,976 0,924

Окись углерода... 10 28 0,994 0,929

Определяем объемные теплоемкости смеси в начале и конце охлаждения

Количество тепла, отданное смесью в процессе охлаждения

Молекулярная масса смеси

Определим массовые доли газов в смеси:

Проверка: 0,188+0,074+0,646+0,092=1,0

Газовая постоянная смеси

Удельный объем и плотность смеси при начальных условиях

Массовый расход смеси

Задача 2

Дано:

Род газа - воздух

Решение

1. Начальное состояние газа

- газовая постоянная

Удельный и полный объем газа

- газ сжимается.

2. Изотермический процесс сжатия газа

Давление в конце процесса

Работа, выполненная в процессе расширения газа:

Знак " - " показывает, что работа производится над газом (газ сжимают внешние силы). При изотермическом сжатии от газа отводится теплота в количестве, равном затраченной работе сжатия:

Температура газа не изменяется, поэтому внутренняя энергия газа также не изменяется...

Изменение энтропии

Теплоемкость процесса..., показатель политропы...

3. Адиабатный процесс сжатия газа

- показатель адиабаты для многоатомных газов.

Из уравнения адиабаты находим конечную температуру...

Конечное давление

Работа сжатия газа

Изменение внутренней энергии

- процесс происходящий без теплообмена с окружающей средой, теплоёмкость процесса....

4. Политропный процесс расширения газа

Запишем известные параметры

Определяем показатель политропы n:

Конечная температура газа

Работа процесса сжатия

Молярная изохорная теплоемкость воздуха:...

Молекулярная масса газа:...

Массовые изохорная и изобарная теплоемкости:

Изменение внутренней энергии

Количество теплоты отведенной от газа

Изменение энтропии

Результаты расчетов сводим в таблицу

5. Таблица результатов расчетов

Параметр Вид процесса

Изотермический Адиабатный Политропный

1 1,4 0,964

0,72 0,72 0,72

623 623 623

0,248 0,248 0,248

1,488 2 1,45

623 832,9 606,1

0,12 0,12 0,12

-129,84 -153,6 -134,8

0 153,6 -12,24

-129,84 0 -146,64

-208,42 0 -0,241

6....

7. Вывод

Все процессы по своим параметрам достаточно близки. Различие в характере процессов: изотермический процесс происходит при постоянной температуре и для его осуществления необходимо всё тепло, равное количеству выполненной работы, отводить от газа. Это медленный процесс.

Адиабатический процесс происходит быстро, теплообмен со средой произойти не успевает и вся работа сжатия переходит во внутреннюю энергию, что приводит во внутреннюю энергию, что приводит к повышению температуры газа. Этот процесс требует максимальной работы.

Минимальная работа выполняется при по политропном процессе. От газа отводится большое количество тепла и его температура понижается.

Задача 3.

Решение

В Hd-диаграмме находим точку 1 на пересечении линий...и определяем начальное влагосодержание... и энтальпию....

Так как подогрев воздуха происходит при неизменном влагосодержании, то проведя линию d = const (вверх из точки 1), находим на пересечении её с линией... точку 2, характеризующую состояние воздуха после подогрева:....

Процесс в сушилке происходит при постоянной энтальпии, поэтому из точки 2 проводим линию... до пересечения ее с изотермою..., где отмечаем точку 3:.......

Изменение влагосодержания на 1 кг сухого воздуха составляет:...

Для испарения одного килограмма влаги... потребуется сухого воздуха...

Расход теплоты на нагрев 1 кг воздуха составляет...

Расход теплоты на 1 кг непареной влаги составляет...

H-d-диаграмма

Контрольная работа №2

Задача 1

Решение

1) Записываем параметры сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении... и температуре... - плотность... - теплопроводность...- критерий Прандтля... - кинематическая вязкость.

2) Площадь сечения трубы...

Объемный расход воздуха в трубе...

Скорость течения воздуха в трубе и критерий Рейнольдса

- течение турбулентное, критерий Нуссельта определяем по формуле:

Средний коэффициент теплоотдачи...

Определяем площадь внутренней поверхности трубы и тепловой поток от воздуха к стенке трубы:

3) Скорость протекания воздуха в трубе увеличилась в два раза

- увеличение коэффициента теплоотдачи

4) Диаметр трубы уменьшается в два раза

- увеличение коэффициента теплоотдачи

Задача 2

Решение

1. Изображаем график изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена

2. Площадь поверхности теплообмена определяем по формуле

Диаметр труб (наружной и внутренней):...

Отношение между диаметрами...Поэтому коэффициент теплопередачи через цилиндрическую стенку определяем по более простой формуле теплопередачи через плоскую стенку:

3. Противоток

Определяем среднелогарифмический температурный напор:

где... - больший и меньший температурный напоры на входе или выходе теплообменника

Площадь поверхности теплообмена

Прямоток

Задача 3

Решение

Объем печи...

Площадь поверхности всей печи...

Определяем парциальное давление углекислого газа СО2 и водяных паров Н2О.

Парциальным называется давление, которое имел бы газ, если бы один занимал весь объем.

Определяем среднюю длину пути луча для газового слоя в объеме печи

Произведение парциальных давлений на средний путь луча:

Степень черноты (коэффициент излучения) CO2 и H2O при температуре газов... определяем по графикам [7, c. 189, 190]:...

Степень черноты (коэффициент излучения) газовой смеси:

Где...- поправочный коэффициент на парциальное давление водяного пара [7, c.190]

Определяем плотность излучения газов..., где... - постоянная Стефана-Больцмана.

Плотность излучения стенок

Плотность результирующего излучения (от стенок к газу):

На один кубический метр пода приходится излучения:

Список литературы