Шифр 84. Определяем объемные теплоемкости смеси в начале и конце охлаждения

  • ID: 28463 
  • 12 страниц

Фрагмент работы:

Шифр 84. Определяем объемные теплоемкости смеси в начале и конце о…

Контрольная работа №1. Вариант 84

Задача 1

Дано:

Решение:

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

Газ............

Углекислый газ... 8 44 1,9887 1,076

Кислород... 22 32 1,3980 0,980

Азот... 60 28 1,3322 1,06

Окись углерода... 15 28 1,3427 1,069

Определяем объемные теплоемкости смеси в начале и конце охлаждения

Количество тепла, отданное смесью в процессе охлаждения

Молекулярная масса смеси

Газовая постоянная смеси

Удельный объем и плотность смеси при начальных условиях

Массовый расход смеси

Задача 2

Род газа - окись углерода (воздух)

Решение:

1. Начальное состояние газа

- газовая постоянная

Удельный и полный объем газа

- газ расширяется

2. Изотермический процесс расширения газа

Давление в конце процесса

Работа, выполненная в процессе расширения газа

Знак "+" показывает, что газ расширяется внешними силами. При изотермическом расширении к газу подводится теплота в количестве, равном затраченной работе расширения

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

Изменение энтропии

Теплоемкость процесса..., показатель политропы...

3. Адиабатный процесс сжатия газа

уравнение процесса...... - показатель адиабаты.

- показатель адиабаты для воздуха.

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 сжатия газа

Запишем известные параметры:

Определяем показатель политропы

Конечная температура газа

Работа процесса сжатия

Мольная изохорная теплоёмкость многоатомных газов

Молярная масса воздуха...

Массовая изохорная и изобарная теплоёмкости

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 4,1

0,65 0,65 0,65

673 673 673

0,297 0,297 0,297

0,515 0,47 0,25

673 613,1 327,1

0,375 0,375 0,375

44,87 47 31,96

0 -47 54,64

44,87 0 86,6

0,068 0 -0,635

6....

7. Выводы

Работы газ расширяется по политропе, сравнима с работай при изотермическом расширении, однако этот процесс требует отвода количества тепла при достаточно низкой конечной температуре.

При адиабатном процессе нет теплообмена с окружающей средой, поэтому вся выполненная работа расширения газа переходит в его внутреннюю энергию и температура газа понижается.

Изотермический процесс по своим параметрам располагается выше политропного и выше адиабатического процессов по затраченной работе расширения газа.

Задача 3

Дано:

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... (так как при... по условию прямая не строится), 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

Вывод:

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:

[7] Михеев М.А., Михеева И.М.. Основы теплопередачи, М., Энергия, 1977