292

3.18. На входе в компрессор воздушной холодильной машины рабочее тело имеет t1 = –10 0С и р1 = 0,11 МПа. В результате адиабатного сжатия температура воздуха повысилась до t2 = 950C, а при отводе тепла в теплообменнике – понизилась до t3 =30 0C. Дальнейшее снижение температуры осуществляется при адиабатном расширении воздуха в поршневом детандере до давления р4 = 0,11 МПа. Определить температуру на выходе из детандера и холодильный коэффициент ВХМ. Изобразить цикл в Ts – координатах.

3.19. Из поршневого детандера воздушной холодильной машины в теплообменник воздух поступает с температурой

– 420С и давлением 0,18 МПа. В изобарном процессе в теплообменнике от охлаждаемого тела к воздуху подводится 34 кДж/кг тепла. Степень повышения давления в компрессоре ВХМ к= 3,6. Сжатие и расширение воздуха считать политропным с показателем n = 1,38. Определить холодильный коэффициент ВХМ.

3.20. Холодильная мощность воздушной холодильной установки Q = 2,3 кВт. Определить холодильный коэффициент и массовый расход хладагента ВХМ, если известно, что максимальное давление воздуха в установке р2 = 0,38 МПа, минимальное – р1 = 0,11 МПа; температура на входе в компрессор t1 = – 5 0C, сжатие в компрессоре осуществляется с показателем n = 1,28. Для понижения температуры используется процесс дросселирования. Температура воздуха на входе в дроссель t3 = 35 0C, на выходе из него t4 = – 25 0С. Построить цикл в Ts – координатах.

3.21 Вычислить термический КПД цикла Карно, максимальная температура в котором равна 1500 К. Количество отведенной теплоты в цикле равно 600 кДж/кг; уменьшение энтропии ∆s = 2 кДж/(кг∙К). Построить цикл в Ts – координатах.

31

3.22.Для двухступенчатого поршневого компрессора

известны: р1 = 2,1 МПа; р2 = р3 = 0,4 МПа; р4 = 1,6МПа; температура на входе в первую ступень Т1 = 288 К; рабочий объем цилиндров первой ступени 2 л, второго цилиндра – 0,5л; относительная величина вредного пространства обеих ступеней 0,05; показатель политропы сжатия n = 1,28. Приняв , что воздух после первой ступени охлаждается до

Т3 = 288 К, построить цикл двухступенчатого компрессора в pv- координатах.

3.23.В бытовом холодильнике в качестве хладагента используется фреон R 22. Сухой насыщенный пар фреона по-

ступает в компрессор с давлением р1= 0,15 МПа, где в процессе адиабатного сжатия его температура повышаются и до-

стигает 60 0С. Используя диаграмму состояния фреона

R 22 в координатах lnp – i, определить холодильный коэффициент ПКХМ и построить цикл в Ts – координатах.

3.24. В бытовом холодильнике в качестве хладагента используется фреон R 22. Сухой насыщенный пар фреона поступает в компрессор с температурой – 25 0С, где в процессе адиабатного сжатия его давление повышается и достигает 11∙105 Па. Используя диаграмму состояния фреона

R 22 в координатах lnp– i, определить холодильный коэффициент ПКХМ и построить цикл в Ts – координатах.

3.25. Определить холодильную мощность ПКХМ, если известно, что в качестве хладагента используется фреон R 22 c массовым расходом ̇= 0,013 кг/с. Температура хладагента на входе и выходе из компрессора при адиабатном сжатии соответственно равна: t1 = –250С и t2 = 550С. Построить цикл ПКХМ в Ts – координатах. При решении использовать диаграмму состояния фреона R 22 в координатах lnp – i.

32

Задание № 4

Задание соответствует содержанию тем №№ 8, 9, 12 и 13 программы. Литература: [4], с. 6…106; [5], с 51 ... 66.

Контрольные вопросы

1. Какие Вы знаете процессы фазовых переходов веществ

ипоясните характеризующие их параметры?

2.Объясните понятие «влажный воздух», какими параметрами он описывается?

3.Поясните назначение id диаграммы влажного воздуха. Для произвольного значения t и определите параметры влажного воздуха.

4.Что следует понимать под топливом? Какие горючие

иокислители Вам известны?

5. Как вычисляется стехиометрическое соотношение компонентов топлива?

6. Что понимается под коэффициентом избытка окислителя и как он определяется?

7. Каким образом оцениваются энергетические показатели топлив?

8.Что Вам известно про альтернативные горючие?

9.Обоснуйте необходимость требований к микроклимату в обитаемом сооружении.

10.Поясните принцип работы известного Вам преобразователя энергии топлива в тепловую энергию теплоносителей.

11.Назовите основные системы промышленных котельных установок и поясните принцип их функционирования.

12.Сформулируйте назначение и объясните устройство тепловых сетей.

33

13.Поясните, как рассчитывается тепловой баланс помещений?

14.Назовите и схематично изобразите известные Вам системы отопления.

15.Поясните работу известных Вам систем горячего водоснабжения.

16.Объясните принцип работы известных Вам вентиля-

торов.

17.Перечислите и схематично изобразите виды систем вентиляции обитаемых сооружений.

18.Объясните последовательность расчета систем вен-

тиляции.

19.Поясните, каким образом подобрать вентилятор для принятой системы вентиляции?

20.Поясните, каким образом осуществляется очистка воздуха в системах вентиляции и кондиционирования?

21.Назовите особенности поддержания микроклимата в сооружениях защищенного грунта.

22.Объясните последовательность расчета теплопотерь через ограждения.

23.Что Вам известно о возобновляемых источниках

энергии?

24.Каково назначение системам кондиционирования воздуха? Изобразите принципиальную схему и объясните работу кондиционера.

25.Покажите, связано ли теплоэнергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства с загрязнением окружающей среды?

34

Задачи

4.1. Природный газ, имеющий условную химическую формулу C62,3H248, сгорает в воздухе массового состава

= 0,755 и = 0,232. Определить стехиометрическое соотношение компонентов топлива.

= 0,232. Определить действительное соотношение компонентов, если коэффициент избытка окислителя α = 0,8.

4.3.Биогаз, имеющий химическую формулу NH3, сгорает с воздухом, условная химическая формула которого

N53,9 O14,5. Определить действительное соотношение компонентов, если коэффициент избытка окислителя α = 0,7.

4.4.Найти коэффициент избытка окислителя, если при

сгорании бензина (C72,25 H133) с воздухом (N53,9 O14,5) на 1кг бензина подается 17,3 кг воздуха.

4.5.Психрометр, установленный в помещении, показывает температуры: tс= 26 0С и tм= 19 0С. Используя id диаграмму влажного воздуха, определить относительную влажность и температуру точки росы в помещении.

4.6.Температура воздуха в сооружении 22 0С, относительная влажность 90%. Используя id диаграмму влажного воздуха, определить следующие характеристики: энтальпию, влагосодержание, температуру точки росы и парциальное давление водяного пара в помещении.

4.7.Используя id диаграмму влажного воздуха, определить температуру воздуха в сооружении, температуру точки росы, парциальное давление водяного пара, если относи-

тельная влажность воздуха φ = 90% и влагосодержание d = 17 г/кг.

35

му влажного воздуха.

4.9. Влажный воздух при давлении 745 мм рт. ст. имеет температуру 25 0С и давление водяных паров pп = 2 кПа. Определить d, tp , i, При решении использовать id диаграмму влажного воздуха.

4.10. В сооружении энтальпия влажного воздуха

решении использовать i-d диаграмму влажного воздуха.

4.11.В сварочный цех необходима объемная подача воздуха 3500 м3/ч. Используя аэродинамическую характеристику вентилятора, определить № вентилятора, его КПД и обороты, если необходимое избыточное давление на выходе из вентилятора 900 Па.

4.12.Радиальный вентилятор с диаметром колеса

D2 = 0,5 м вращается с частотой 1400 об/м. Определить объемную подачу вентилятора и создаваемое им избыточное давление, если его КПД равен 75%.

4.13. В цехе для выпаривания бензобаков используется радиальный вентилятор № 4, частота вращения которого n = 1400 об/ м. Определить подачу вентилятора, давление, создаваемое им, его КПД, если при выпаривании используется

̇= 47 кг/ч водяного пара. При работе в цехе d влагосодержание dвн = 25 г/кг, а наружного воздуха – dнар = 14 г/кг.

36

4.14. Подача радиального вентилятора ̇ 4200м3/ч,

скорость воздуха на выходе свых = 10 м/с, его КПД 74%. Определить № вентилятора, частоту вращения крыльчатки,

полное давление.

4.15. Автомобильный гараж размерами 35×8×4 м. вы-

ра воздуха внутри гаража tв = 17 0С, снаружи tн = – 14 0С. Определить потери тепла через боковые ограждения гаража. Принять приведенный коэффициент теплопроводно-

дверь размером 2×0,8×0,05 м. Стены дома выполнены из бру-

λ пр= 0,033 Вт/(м·К), коэффициент теплоотдачи к стенам

внутри дома α 1 = 7,73 Вт/(м2· К), от наружных стен дома –

α 2 = 28,8 Вт/(м2··К).

4.17. Электромастерская расположена на втором этаже трехэтажного здания. Единственная наружная стена выполнена из силикатного кирпича размерами 8×2,5×0,51 м. Внутри стена обшита доской толщиной 0,025 м из дерева хвойных пород. В помещении два окна из стеклоблоков размерами 1,4×1,25×0,04 м. Определить потери тепла через стену и окна, если комнатная температура tв = 23 0С, а температура наружного воздуха tн = – 20 0С и коэффициент теплоотдачи к стене внутри α 1 = 9,25 Вт/(м2· К), от наружной стены –

37

2 = 28,3 Вт/(м2··К). Принять приведенный коэффициент теплопроводности для окон λ пр= 0,033 Вт/(м·К).

4.18. Определить потребную мощность нагревательных приборов в сооружении, где потери тепла через ограждения равны 14,2 кВт; подача воздуха при общеобменной вентиляции ̇=1500 м3/ч; энтальпии наружного и внутреннего воздуха соответственно равны iн= 10 кДж/кг и iв= 48 кДж/кг; суммарные теплопритоки от обслуживающего персонала и оборудования составляют 12,3 кВт. Плотность воздуха принять при +15 0С.

4.19. Определить тепловую мощность системы отопления птичника на 1500 трехмесячных кур мясной породы средней живой массой 2,5 кг. Теплопотери через ограждения

составляют 15,2 кВт; подача воздуха на вентиляцию ̇= 520 м3/ч. Параметры наружного воздуха: tн = 10 0С,

φ = 85%. Параметры внутреннего воздуха: tн=17 0С, φ = 65%. Плотность воздуха принять при 150С.

4.20. Определить тепловую мощность системы отопления телятника на 150 голов, средней живой массой 80 кг, если теплопотери через ограждения составляют 38,2 кВт. подача воздуха при общеобменной вентиляции ̇= 5000 м3/ч. Параметры наружного воздуха: tн= 10 0С, φ = 85%. Параметры внутреннего воздуха: tвн= 15 0С, φ = 75%. Плотность воздуха принять при 15 0С.

4.21. Определить тепловую мощность системы отопления свинарника на 300 голов, средней живой массой поросят 30 кг, если теплопотери через ограждения составляют 18,2 кВт. Подача воздуха при общеобменной вентиляции

38

4.22. Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям в птичнике – бройлернике на 1500 голов со средней живой массой 1.8 кг. Параметры воздуха внутри птичника: tв = 18 0С, φ = 70%. Параметры наружного воздуха: tв = 5 0С, φ = 90 %. Концентрация углекислоты в наружном воздухе = 0,3 л/м3. Плотность воздуха принять при принять при 13 0С.

4.23. Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям в свинарнике – откормочнике на 120 голов со средней живой массой 80 кг. Параметры воздуха внутри свинарника: tв = 18 0С, φ = 75%. Параметры наружного воздуха: tв= 4 0С, φ = 95%. Концентрация углекислоты в наружном воздухе = 0,3 л/м3. Плотность воздуха принять при принять при 11 0С.

4.24. Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям в телятнике, где содержится молодняк от 4 месяцев и старше в количестве 110 телят со средней живой массой 200 кг. Параметры воздуха внутри телятника:

ность воздуха принять при 12 0С.

4.25. Определить воздухообмен по углекислоте и влаговыделениям коровника на 50 коров средней живой массой 500 кг и лактацией 15 л. Параметры воздуха внутри ко-

ровника: tв = 10 0С, φ = 75%; снаружи: tв = - 50С, φ = 90 %.

Плотность воздуха принять при 0 0С. Концентрация углекислоты в наружном воздухе = 0,3 л/м3. Плотность воздуха принять при принять при 13 0С. Плотность воздуха принять при принять при 8 0С.

39

Образец Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования “Пермская государственная сельскохозяйственная академия

имени академика Д.Н. Прянишникова"

Кафедра Технического сервиса и ремонта машин

Контрольная работа

По дисциплине “Теплотехника”

Вариант______

Выполнил студент - го курса

факультета заочного обучения

–––––––––––––––––––––––––––––

направление подготовки

_____________________________

профиль подготовки

______________________________

(ф., инициалы.)

Контактный телефон:

_______________________

Проверил: ___________________

____________________________

“___” 201_г.