Задачи с курса Теплотехника - 11 задач

Задача 1

Показать, что абсолютная температура газа – это мера изменения энтальпии с изменением энтропии при постоянном давлении газа.

Задача 2

Заданы температура 49ºС и относительная влажность φ = 50%. Определить остальные параметры воздуха, если барометрическое давление В = 98 кПа.

Задача 3

Для сушильной установки используют атмосферный воздух при t = 20ºС и φ = 0,6. В калорифере воздух подогревается до t = 95ºС и направляется в сушильную камеру, откуда он выходит с температурой 35ºС. Требуется определить конечное влагосодержание воздуха, расход воздуха и теплоты для испарения 1 кг влаги.

Задача 4

Определить эксергию 1 кг углекислого газа в потоке при параметрах р = 1 МПа и температуре 327ºС. Параметры среды р₀ = 0,1 МПа и t₀ = 20ºС. Углекислый газ считать идеальным газом.

Задача 5

Теплота реакции сгорания СО при 20ºС Q_V = 280000 кДж/кмоль. Определить Q_р при той же температуре.

Задача 6

Составить уравнение вида Q_р = f(T) для реакции С + О₂ = СО₂ + Q_р, если мольные изобарные теплоемкости, кДж/(кмоль · К), определяются равенствами:

- для углерода μс_р = 4,62 + 0,0202Т – 5,33 ·10^-6 Т²;

- для кислорода μс_р = 27,3 + 0,0042 _Т;

- для углекислого газа μс_р = 29,4 + 0,0298 Т – 7,8 · 10^-6 Т².

Задача 7

Определить направление протекания реакции Н₂ + I₂  2НI при t = 444ºС, если К_с = 0,02 и начальные концентрации веществ равны:  = 1,5 кмоль/м³;  = 0,25 кмоль/м³; С_НI = 5 кмоль/м³.

Задача 8

Стена печи толщиной 510 мм имеет температуру 200ºС. С некоторого момента времени стена охлаждается с одной стороны воздухом, температура которого 20ºС. Требуется определить температуру на поверхности стены и количество тепла, теряемого 1 м² ее поверхности через 1 ч и за 10 ч охлаждения, если коэффициент теплоотдачи α = 10 Вт/(м² · К), теплопроводность кирпича λ = 1,1 Вт/(м · К), теплоемкость с = 0,85 кДж/(кг · К) и плотность ρ = 1500 кг/м³.

Теплообменом с другой стороны стены можно пренебречь.

Задача 9

Определить низшую и высшую теплоту сгорания природного саратовского (елшанкого) газа, имеющего следующий объемный состав, %: СН₄ – 94, С₂Н₆ – 1,8, С₃Н₈ – 0,4, С₄Н₁₀ – 0,1, С₅Н₁₂ – 0,1, СО₂ – 0,1, N₂ – 3,5.

Задача 10

Определить КПД котельного агрегата производительностью D = 1,12 кг/с и расход топлива, сжимаемого в слое на неподвижной колосниковой решетке. Топливо – донецкий уголь марки ДО имеет следующий элементарный состав, %: С^р – 50,6; Н^р – 3,7; О^р – 8; N^р – 1,1; - 4; А^р – 19,6; W^р – 13. Коэффициент избытка воздуха в уходящих газах α_ух – 1,54, температура уходящих газов t_ух = 130ºС. Потери теплоты приняты равными, %: q₃ = 3, q₄ = 11, q₅ = 2,9, q₆ = 0,4.

Котел вырабатывает сухой насыщенный пар с давлением р = 1,4 МПа.

Температура питательной воды t_п·в = 85ºС.

Задача 11

Определить теоретическую температуру горения, минимальный объем топки и площадь колосниковой решетки при сжигании в слое на неподвижной решетке донецкого угля марки ДО. Состав угля, теоретический объем воздуха, величину потерь q₃, q₄, q₆, теплоту сгорания  и расход топлива.