Формулировка 1 задачи РГР по дисциплине «теплотехника», раздел «техническая термодинамика», 3 курс АТС.

Точка 1)

Точка 2)

Точка 3)

Точка 4)

2) Рассчитаем показатель политропы n и теплоемкости C, используя уравнение Майера:

Показатель политропы так же рассчитывается по формуле:

3) Произведем расчет теплоты q, изменения внутренней энергии ΔU и энтальпии Δi, механической работы l и располагаемой работы l₀, изменения энтропии ΔS в зависимости от свойств протекающего процесса

Цикл 1-2

Поскольку процесс изотермически:

Условие выполняется.

Проверка I-го начала термодинамики:

Условие I-ого начала термодинамики выполняется.

Цикл 2-3

Проверка I-го начала термодинамики:

Условие I-ого начала термодинамики выполняется.

Цикл 3-4

Проверка I-го начала термодинамики:

Условие I-ого начала термодинамики выполняется.

Цикл 4-1

Проверка I-го начала термодинамики:

Условие I-ого начала термодинамики выполняется.

Произведем проверку полученных величин. Поскольку процесс замкнутый то суммы изменении внутренней энергии ΔU, суммы изменении энтальпии Δi и суммы изменении энтропии ΔS должны быть равны нулю.

4) Подведенная теплота процесса вычисляется по формуле:

Отведенная теплота процесса составит:

Полезную работу цикла рассчитаем по формуле:

Произведем проверку полученного значения полезной работы цикла, рассчитав l₀ по формуле:

Погрешность составляет менее 0,5%, следовательно расчеты верны.

КПД термодинамического цикла найдем по формуле:

На основе полученных данных о процессе построим цикл в p-v-координатах:

 

Формулировка 1 задачи РГР по дисциплине «теплотехника», раздел «техническая термодинамика», 3 курс АТС.

По трубе, изготовленной из материала с коэффициентом теплопроводности λ_1, протекает жидкость с температурой t_f1. Коэффициент теплоотдачи между жидкостью и газом α₁. Внутренний диаметр трубы d₁, наружный диаметр трубы d₂. Труба имеет два слоя изоляции с оэффициентами теплопроводности соответственно λ₁ и λ₂. Наружный диаметр первого слоя изоляции d₃, а второго d₄. Со стороны наружной поверхности изоляции находится воздух с температурой t_f2. Коэффициент теплоотдачи между воздухом и поверхностью изоляции (на диаметре d₄) α₂. Пренебрегая тепловым сопротивлением контакта между слоями определить:

1. Линейную плотность теплового потока q, пронизывающего многослойную стенку;

2. Температуры всех поверхностей многослойной стенки t_wвнут, t_1-2, t_2.3, t_wнар,;

3. Температуры в расчётных точках t_p1 и t_p2 , расположенных на диаметрах d_p1 и d_p2 внутри каждого из слоёв. изоляции

Изобразить поперечное сечение трубы, указав все геометрические размеры трубы, По результатам расчёта изобразить распределение температур во расчётной области с соблюдением масштаба по температурной шкале.

Данные:

d1,мм

d2, мм

d3, мм

d4, мм

λ1

λ2

λ3

tf1

a1

tf2

a2

dp1, мм

dp2, мм

66,3

0,105

0,05

-30

 

1) Определяем линейную плотность температурного потока (т.е. тепловые потери приходящиеся на1 метр длины трубы)

2) Определим температуры всех поверхностей многослойной стенки t_wвнут, t_1-2, t_2.3, t_wнар,;

t_wвнут определяем из формулы:

t_1-2 определяем из формулы:

Аналогично рассчитаем температуры остальных поверхностей многослойной стенки:

3) Определим температуры в расчётных точках t_p1 и t_p2 , расположенных на диаметрах d_p1 и d_p2 внутри каждого из слоёв изоляции, пользуясь предыдущими формулами:

4) Изобразим распределение температур во расчётной области