Читальный зал -->  Изменение энтропии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 [ 70 ] 71 72 73 74

Отношение давлений при истечении Pi 758-10

Р[ 750.1,21-10

= 0,835>р =0,528,

поэтому скорость истечения меньше критической и определяется по формуле (5.15):

= дД? М . 287.293 [1 - 0,835(-/ ] = = 183 м/с.

Удельный объем воздуха в воздухопроводе

ц =-

287-293

1,21 10

отверстия = 19,6-10 м1

= 0,695 mVkt. Площадь nd 3,14-0,005

Секундный расход найдем по формуле

2 \ \Р\ )

1/1,4

5.2.

19,6-10--183-0,835 0695

= 5,17.10-Зкг/с.

\ 1,135+1 )

k/(k-\)

1,135/0,135

= 0,577.

Следовательно, истечение происходит в сверхзвуковой области,

Критическое давление Ркр=РкрР = = 0,577-4,5 = 2,6 МПа.

Скорость истечения из суживающего сопла

с2=44,7 VV=

= 44,7 V2800-2700 = 447 м/с; то же из сопла Лаваля

с2=44,7 VV=

= 44,7 V2800-2180= 1113 м/с.

Таким образом, при замене суживающегося сопла соплом Лаваля скорость истечения увеличится в 2,5 раза.

5.3. За счет неравновесности процесса дросселирования.

5.4. Да, можно, если начальное давление дросселируемого пара больше 2,9 МПа.

5.5.

0 р,

= . 1п=

/ 0ЧТ7 , =7,7 кВт; \ 0,098 / J

Г -1 ~\

ополитр [ е\

\ 0,098 )

= 6,8 кВт,

Р*-1 ,

6- -р -,;таккакр>

>1 и *>1, то (р* -l)>fe(p-1). Значит, чем больше р, тем большая величина вычитается из единицы, т, е, меньше т),. При р- -1, раскрывая неопределенность, получим ti,-1 - -1/е-,

6.2. Температура газа в турбине выше, чем в компрессоре, поэтому больше и удельный объем при том же давлении, а элементарная техническая работа \dUtA - \vdp\. В результате и 1,с%>и (см. рис. 6.5).

6.3. Температура насыщения при р = = 0,8МПа равна 309С, а при р = = 4-10- МПа - 29 С. КПД цикла Карно в этом диапазоне температур равен 0,48. КПД циклов Ренкина - 0,4 и 0,43.

6.4. Теплообменник нужно ставить после конденсатного насоса, так как до него вода находится при температуре кипения; подогреть ее, не превращая в пар, при этом давлении нельзя. КПД цикла повысится за счет регенерации теплоты - меньше теплоты отработавшего пара будет отдано холодному источнику в конденсаторе.

6.5. Ставить холодильник нет смысла. В идеальном случае он будет потреблять такую же работу, которую можно дополнительно получить за счет увеличения КПД цикла, а в реальном (с учетом потерь эксергии) - большую.

8.1. Теплопотери уменьшаются в 2 раза.

10.1. Интенсивность теплоотдачи от воздуха на 2-3 порядка ниже, чем от воды, поэтому и количество теплоты, получаемой поверхностью тела человека в сауне, много меньше, чем в кипящей воде, В сауне это количество теплоты отводится от поверхности тела за счет испарения пота, поэтому температура поверхности удерживается в допустимых пределах,

10.2. Для определения влияния любого размерного фактора на коэффициент теплоотдачи необходимо выразить все безразмерные числа через входящие в них размерные величины и получить зависимость а от всех размерных величин в явном виде. Но скорость входит только в одно безразмерное число Re, поэтому степень ее влияния на а равна степени влияния Re на Nu. Для продольного обтекания пластины (х~ш)2, - при ламинарном течении в пограничном слое и a~ui2,* - при турбулентном.

10.3. Для многих газов число Рг практически постоянно и близко к единице. Для воздуха Рг 0,7. Тогда при турбулентном течении воздуха внутри трубы Nu = 0,018Rei.

10.4. От температуры воздуха зависят его теплофизические свойства. Приведем полученную выше формулу в размерную форму:

Если подставить численные значения и v , то формула примет вид a = /4ai d~°, При температурах воздуха О, 500 и 1000 °С значения коэффициента/1 равны 3,5; 1,97 и 1,46 соответственно. Таким образом, с увеличением температуры конвективный коэффициент теплоотдачи убывает. В данном случае степень влияния абсолютной температуры на а составляет примерно (-0,5), а точнее Л = = 83,87-

10.5. Для интенсификации теплоотдачи при конденсации пара на вертикальной трубе нужно уменьшить толщину стекающей пленки конденсата, например, за счет установки кольцевых козырьков, с которых конденсат будет стекать не касаясь трубы. Интенсифицируют теплоотдачу и продольные канавки, по которым, как по артериям, ускоренно стекает конденсат.

11.1. Воспользуемся формулой (11,31). При этом расчет проведем при максимально возможном в этих условиях тепловом потоке, т, е, при ei =е2 = £= 1, Поскольку поток теплопотерь через изоляцию должен составить не более (100-99,4) % =0,6 %, то q].2/qKi = = 0,006, Из [15): степень черноты алюминиевой полированной пластины при температуре 200 °С составляет еэ = 0,04. При более низких температурах экранных пластин степень черноты полированного алюминия согласно [15] - ниже, т. е. теплопотери будут еще меньше.

Тогда, по (11.31):

1 (2-0,04)

0,006

0,04 (2-1)

Решая это уравнение, получим л = 3,38, т. е. требуемую изоляцию (с запасом) обеспечат четыре пластины.

11.2. Согласно закону Вина (§ 11.2) максимум излучения высокотемпературной (Тх , 5800 К) поверхности Солнца приходится на Х с = 2,898/7 = 2,898/5800 = 0,0005 м = = 0,5 мкм, т, е, на видимую часть спектра, В этой области спектра (табл. 11.1) углекислый газ атмосферы не поглощает лучистую теплоту, т. е. пропускает ее к поверхности Земли.

Максимум излучения поверхности Земли в интервале температур 223-323 К в мировое пространство имеет место (согласно закону Вина) в пределах значений Х з= 13-9 мкм, т. е. излучение Земли - длинноволновое и отчасти совпадает с полосой поглощения энергии излучения углекислым газом (табл. 11.1).

Таким образом, для коротковолнового излучения Солнца атмосфера Земли является практически прозрачной, в то время как длинноволновое тепловое излучение Земли в большей степени улавливается ею. Этим обусловлен парниковый эффект влияния атмосферы на возможное потепление климата при увеличении содержания в ней СОг вследствие производственной деятельности человека.

12.1. На критический радиус изоляции г р

могут оказывать влияние только два параметра; теплопроводность теплоизолятора з и коэффициент теплоотдачи а, т.е. Гп = 1 (Хиз, а). Согласно я-теореме из размерных параметров можно сформировать лишь один безразмерный комплекс а/-к,/>.кр = const. Константа равна единице (ее получают из опыта либо аналитически). Таким образом Гкр = >ь з/а.

12.2. Q = 353 Bt.

12.3. Термическое сопротивление воздушного зазора между стенками можно рассчитать по соотношению

Согласно (10.2) Ек = 0,18 (Ог Рг) В первом приближении примем температуры стекол равными d и U, тогда Г=0°С, Ь = = (/, -/2) = 40 °С, / = 5з и рассчитаем е,< = = 8,82. Суммарное термическое сопротивление будет равно

+

= 0,0598

а тепловой поток Q = 669 Вт.

По результатам этого расчета необходимо самостоятельно оценить температуру стекол, а затем получить уточненные значения е , /?з, R. и Q.

12.4. Для оценки примем а = = 10 Вт/(м-К) (уточненно это значение необходимо считать как в примере 12.1). Термическими сопротивлениями теплоотдачи от воды и теплопроводности стенки металлического радиатора можно пренебречь; f = 2,6 м.

12.5. Замерзание начнется после охлаждения воды до О °С. Вода в трубе может перемешиваться за счет естественной конвекции, поэтому температура ее по сечению трубы одинакова. Воспользуемся уравнением (14.7), откуда

Пренебрегая теплоемкостью металла трубы, получим

4190-1000- ;

30л0,2;

0-(-20) 20-(-20)

= 4840 с 1,3 ч.

12.6. Максимальное расстояние транспортировки воды без замерзания L = ант = 4840 м.

13.1. Чем мельче размер капель в градирне, тем больше поверхность теплообмена (контакта воды и воздуха). Однако очень мелкие капли уносятся потоком воздуха, поэтому размер капель должен быть таким, чтобы скорость их падения превышала скорость воздуха в градирне.

13.2. При очень больших тепловых потоках скорость течения пара в тепловой трубе становится очень большой и она препятствует стеканию конденсата. В этом случае делают отдельные трубы для стекания конденсата и движения пара.

13.3. При прямоточном движении воды и газа 13,3, при противоточном 5,6 %.

15.1. Количество сухого вещества остается при сушке неизменным Gcyx= 1(100 - tt;,)=Gocr(100-U;2). Отсюда Goct = = (100-\r,)/(100-U;2) = 0,718 кг. Аналогично зольность 2 = /1i(100-U;2)/(100-- W\)=\Q,2%. При сгорании подсушенного топлива выделится такое же количество теплоты, что и исходного (влажного), однако теперь оно относится к меньшей массе угля. Кроме того, при подсчете низшей теплоты сгорания не надо учитывать теплоту на испарение удаленной при сушке влаги. Следовательно,

Qp) = [Q(.) + 0,25(iy,- J,G )]/G =

= [13 000 + 25 (39-15-0,718)1/0,718 = = 17 120 кДж/кг= 17,12 МДж/кг.

15.2. Так как потерь нет, то полезно используются все 40 МДж теплоты, выделяющейся при сгорании 1 кг керосина. Кроме того, практически весь водяной пар, образующийся при горении, конденсируется при охлаждении газов до О °С и теплота конденсации тоже используется полезно. Таким образом, КПД = 100((3;+25-9Я)/д, = = 100(40 ООО + 25 9 12)/40 ООО = 106,75 %. Примерно такой КПД имела печь Ф. Нансена для варки пищи.

15.3. 1,43 кг/кг нефти, 1,19 кг/м природного газа и 0,717 кг/кг угля. Именно такие цифры (приблизительно) используют при пересчете количества натуральных топлив в условное в глобальных расчетах.

15.4. Из формулы (15.2) имеем <Эсо = = 12 640; дн = 10 800 кДж/м. Так как

1 кмоль любого идеального газа занимает

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 [ 70 ] 71 72 73 74

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.