Контрольные задания для студентов ОЗО.

Задача 1. Найти удельный объём воздуха υ (υ= )при давлении Р и температуре t°С. Молярная масса газа m = 29 . Воздух считать идеальным газом.

Задача №2. В сосуде ёмкостью V содержится азот под давлением Р₁ и при температуре t₁°. Молярная масса азота m = 28 Считая азот идеальны газом, определить количество теплоты, которое надо отвести от азота, чтобы понизить его давление при постоянном объёме до Р₂. Найти так же неизвестные параметры, функции состояния и работу процесса.

Задача № 3. В результате изотермического процесса m= 1кг воздуха переводится из одного состояния с параметрами Р₁, t₁⁰ в другое c параметрами P₂, t₂⁰ = t₁⁰. Определить неизвестные значения термодина-мических параметров, изменения внутренней энергии, энтропии, а также теплоту и работу процесса. Молярная масса газа m = 29 .

Задача № 4. 1 кг воздуха с начальным давлением Р₁ и начальной температурой t₁° сжимается изобарно до V₂. Молярная масса воздуха µ= 29 . Определить неизвестные параметры и функции состояния, а так же работу и теплоту процесса.

Задача № 5. 1 кг воздуха с начальным давлением Р₁ и начальной температурой t₁° переходит адиабатн о в другое равновесное состояние с давлением Р₂. Определить объём газа в начальном и конечном состояниях, конечную температуру, изменения внутренней энергии, энтропии, а так же работу расширения (изменения объёма). Воздух считать идеальным газом.

Задача № 6. Найти количество тепла, проходящего за время t = 600 с через стенку, состоящую из 2-х слоёв, считая толщину слоёв равной d₁ и d₂. Температура первого и последнего слоёв соответственно равна t₁⁰ и t₂⁰, а площадь стенки F. Коэффициент теплопроводности первой стенки ζ₁,а второй ζ₂.

№ вар.	t, сек.	ζ1	ζ2	F, м2	d1, м	d2, м	t1°С	t2°С
		0,1	0,5		0,2	0,4		-10
		0,2	0,65		0,5	0,3		-20
		0,7	0,06		0,5	0,03		-30
		0,5	0,14	6,8	0,1	0,25		-24
		0,3	0,05	2,5	0,15	0,04		-28
		0,24	2,2	5,6	0,20	0,26		-15
		0,32	0,2	2,4	0,16	0,38
		0,7	0,4	3,6	0,6	0,56
		0,2	0,6		0,04	0,32
		0,2	0,9		0,46	0,60

Задача № 7. Найти конвективный тепловой поток Ф_к от цилиндрического нагревателя длиной x и диаметром D, если средняя температура его поверхности составляет t₁⁰= , тем-пература среды t₂⁰ . Конвективный коэффициент теплоотдачи от нагревателя принять равным α_к.

№ вар.	αк,	D, м	x, м	,°С	,°С
	6,2	0,24	0,90
	8,4	0,5	1,30
	9,6	0,32	2,06
	6,8	0,20	1,25
	7,5	0,15	2,4
	5,6	0,20	1,26
	12,4	0,24	2,38
	9,6	0,74	3,56
		0,12	2,32
		0,50	1,60

Задача № 8. Рассчитать лучистый тепловой поток от стальной окисленной трубы наружным диаметром D, длиной x. Температуру стенки трубы принять равной , среды , приведенная степень черноты поверхности трубы e_пр.

Задача № 9. Рассчитать плотность теплового потока q от нагретой до температуры t₁⁰ жидкости (горячий теплоноситель внутри трубы большого диаметра) через твёрдую стенку трубы толщиной d к холодному теплоносителю, температура кото-рого равна t₂⁰. Конвективный коэффициент теплоотдачи на гра-нице первый теплоноситель - твёрдая стенка принять равным α_к1= 6600 , а на границе твёрдая стенка-второй теплоноситель α_к2 = 8 Коэффициент теплопроводности материала трубы принять равным ζ.

Примечание: в случае труб большого диаметра внутреннюю и внешнюю поверхности трубы можно считать примерно одинаковыми; плотность теплового потока q от более нагретого теплоносителя к менее нагретому рассчитывается по формуле: q = (t₁⁰ – t₂⁰) · θ;

№ вар.	αк1	αк2	d, мм	ζ,	t1,°С	t2,°С
		9,50	2,0	50,4
		7,65	1,5	60,3
		6,06	2,5	40,3
		8,14	3,1	55,2
		7,05	4,1	62,0
		9,20	5,2	64,6
		10,2	2,0	58,3
		10,4	4,6	51,6
		9,65	2,8	53,3
		8,94	5,6	60,6

Задача № 10. Двигатель работает по циклу Отто (подвод тепла осуществляется при υ = const). Степень сжатия ε. При сгорании выделяется энергия q₁. Определить термическийк.п.д. двигателя полезную работу за цикл и отведённую энергию (q₂). Изобразить цикл в Р-V диаграмме и назвать процессы, из которых он состоит.

Вариант	q1,	ε
		6,0
		6,3
		6,9
		7,1
		7,4
		7,8
		8,2
		8,6
		8,9
		9,0

Задача 11. Для цикла с подводом тепла при Р= const (цикл Дизеля) определить термический к.п.д., если степень сжатия ε, а степень предварительного расширения ψ. Изобразить цикл в Р-V диаграмме и назвать процессы, из которых он состоит.

Задача 12. В цикле поршневого двигателя внутреннего сгорания с комбинированным подводом тепла (цикл Тринклера) степень сжатия ε, степень предварительного расширения ψ и степень повышения давления χ. Определить термический к.п.д. цикла. Изобразить цикл в Р-V диаграмме и назвать процессы, из которых он состоит.

Задача 13. Степень повышения давления в компрессоре ГТУ . Определить термический к.п.д ГТУ. Рабочим телом ГТУ считать идеальный воздух. Изобразить цикл в Р-V и ТS диаграммах и назвать процессы, из которых он состоит.

Задача 14. Определить среднее индикаторное давление Р_i и индикаторную мощность N_i четырёхцилиндрового четырёхтактного дизельного двигателя, если диаметр цилиндра D, ход поршня h, частота вращения коленчатого вала равна ω. С помощью эксперимента получена индикаторная диаграмма полезной площадью F, длиной x при масштабе давлений y.

Вар.	D, см	h, см	ω,	y, 108	F, 10-3 м2	х, см
				0,6	2,1
				0,7	2,2
				0,5	2,3
				0,4	2,4
				0,8	2,5
				0,9	2,6
				0,6	2,7
				0,7	2,8
				0,8	2,9
				0,6	2,2

Задача № 15. Определить удельный эффективный расход топлива шести цилиндрового четырёхтактного дизельного двигателя, если среднее эффективное давление Р_е, полный объём цилиндра V_а, объём камеры сгорания V_с , частота вращения коленчатого вала ω и расход топлива В.

Вар.	Ре, 105 Па	Vа, 10-4 м3	ω,	В, 10-3	Vс , 10-5 м3
	8,2	8,3		4,1	7,0
	8,3	8,2		4,7	6,9
	8,4	8,4		4,5	6,8
	7,9	8,5		4,4	6,7
	7,8	8,8		3,8	7,1
	8,5	8,6		3,9	7,2
	8,6	8,9		4,6	7,3
	7,8	8,1		3,7	7,4
	7,7	8,0		3,8	7,5
	7,5	7,9		4,6	7,6

Задача № 16. На лопатки паровой турбины ежесекундно поступает М кг пара. Начальная удельная энтальпия пара равняется i₁ кдж/кг, а значение удельной энтальпии на выходе из турбины i₂ кдж/кг _. Считая процесс расширения пара в турбине адиабатным, найти мощность турбины и термический к.п.д. Принять значения удельной энтальпии воды при конечных значениях давления пара равным i₃. Изобразить цикл Ренкина для паровой турбины вP-V или T-S диаграмме.

Задача № 17. Расшифровать сокращения: ГРЭС, ТЭЦ, АЭС. Пояснить различия между ними (по структуре, использовуемому топливу, влиянию на экологию и др.)

Задача № 18. Чем ядерное топливо отличается от органического. Изобразить схематично цепную ядерную реакцию и пояснить отличие управляемой ядерной реакции от неуправляемой.

Задача 19 Назвать типы реакторов, используемых на атомных электростанциях. Пояснить, чем они отличаются друг от друга.

Задача 20. Условно изобразить термоядерную реакцию. Чем она отличается от ядерной. Что такое ТОКАМАК? На какой стадии находится получение термоядерной реакции в мирных целях?

Варианты контрольного задания

Примечание: в графе «№ зач.кн.» указаны две последние цифры номера зачётной книжки студента.Номера задач определяются по двум последним цифрам зачётной книжки. Так как каждая задача имеет 10 вариантов (от 0 до 9), то вариант задания определяется последней цифрой зачётноой книжки. Например две последние цифры зачётной книжки 09. Вариант 09 содержит ссылки на задачи 1, 2, 6, 10, 14. Условия задач даны в варианте 9.