Термодинамика

Задача. Сухой воздух массой 1 кг совершает прямой термодинамический цикл, состоящий из четырех последовательных термодинамических процессов. Данные, необходимые для расчета в зависимости от варианта, приведены в таблице заданий.

Задача. Определить коэффициент теплоотдачи α и количество переданной теплоты Q при течении жидкости в трубе диаметром d и длиной l со скоростью w, при средней по длине температуре жидкости t_ж и средней по длине температуре стенки t_ст. Исходные данные выбрать из таблицы.

Задача. Наружная поверхность горизонтальной стальной трубы, имеющая диаметр d, длину l и температуру t_ст, омывается газом (жидкостью) с температурой t_ж. Определить коэффициент теплоотдачи α и количество тепла Q, передаваемое от тубы к газу (жидкости). Исходные данные выбрать из таблицы

Задача. Определить средний коэффициент теплоотдачи от неподвижного сухого насыщенного пара к горизонтальной трубе и количество конденсата G на поверхности трубы диаметром d и длиной l, если давление пара p, а температура поверхности трубы t_c. Исходные данные выбрать из таблицы.

Задача. Между двумя поверхностями площадью F установлен экран. Коэффициенты излучения поверхностей C₁ = C₂ = C₃, а температуры поверхностей составляют t₁ и t₂. Определить тепловой поток до и после установки экрана, а также температуру экрана Т_э, и лучистый поток после установки n экранов. Исходные данные выбрать из таблицы.

Задача. В первую ступень двухступенчатого компрессора засасывается V, м³/с  воздуха при температуре всасывания t1  и давлении p1. Давление сжатого воздуха в ступенях p₂ и p₃. Найти температуру и объем воздуха в конце сжатия в каждой ступени и мощность, затрачиваемую на получение сжатого воздуха в трех вариантах: при сжатии по изотерме, адиабате (k=1,4) и политропе (n=1,2). Определить степень повышения давления в каждой ступени. Изобразить процессы сжатия воздуха в компрессоре в -vp  и sT - диаграммах.

Задача. Температуры  на  внешних  поверхностях    двухслойной    стенки   t₁ =  1300 ^оС и t₃ =  75 ^оС, толщины первого и второго слоя  d₁ = 225 мм и d₂ = 425 мм, коэффициенты теплопроводности материала стенок l₁ =  1,5 Вт/м∙К и l₂ = 1,2  Вт/м∙К. Определить величину удельного теплового потока, температуру на границе слоев, коэффициент теплопроводности эквивалентной стенки.

Задача. Стальная труба с диаметрами d1 =100 мм, d2 =110 мм (λ1= 50 Вт/(м·К)), покрыта изоляцией в два слоя одинаковой толщины δ2 = δ3 = 50 мм. Температура внутренней поверхности трубы tст =250^оС, наружной поверхности изоляции tст4 = 50 ^оС. Определить потери теплоты через изоляцию с 1 м длины трубы и температуру на границе соприкосновения слоев изоляции, если первый слой изоляции, накладываемый на поверхность трубы, выполнен из материала с коэффициентом теплопроводности λ2 = 0,06 Вт/м·К, второй слой – из материала с  λ3 = 0,12 Вт/м·К.

Задача.  По горизонтально расположенной стальной трубе с диаметрами dв =110 мм, dн =130 мм и коэффициентом теплопроводности материала трубы λ1 = 50 Вт/(м·К) со скоростью w =2 м/с течет вода с температурой tж1 =100 ^оС. Снаружи труба охлаждается окружающим воздухом, температура которого равна 2 ^оС, а коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности трубы к воздуху α2 = 10 Вт/(м²·К). Определить коэффициент теплоотдачи k от воды к внутренней поверхности трубы, коэффициент теплопередачи k  и тепловой поток, отнесенный к 1 м длины трубы.

Задача. Цилиндрическая труба с наружным диаметром 100 мм покрыта  однослойной изоляцией с коэффициентом теплопроводности λиз = 0,2 Вт/(м·К). Коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции к окружающей среде α2 = 5 Вт/(м²·К). Целесообразно ли применять в данном случае изоляционный материал с заданными свойствами для уменьшения потерь теплоты?