Основы теплотехники

МЧС РОССИИ

ДАЛЬНЕВОСТОЧНАЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ -

ФИЛИАЛ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

Кафедра гуманитарных и социально-экономических дисциплин

ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Вариант № 03

Выполнил:

Слушатель 2 курса

заочного отделения

ТБ21.821 учебной группы

Белкин А.А.

Проверил:

Доцент кафедры ЕНиСД

Терлецкий И.А.

Владивосток – 2023 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Задание 1        3

Задание 2        4

Задание 3        5

Задание 4.1        6

Задание 5.2        6

Задание 6.1        7

Задание 7        8

Задание 8.4        9

Задание 1

Баллон с кислородом емкостью 20 л находится под давлением 1,0 МПа при t = 15°С. После израсходования части кислорода давление понизилось до 0,76 МПа, а температура уменьшилась до 10°С. Определить массу израсходованного кислорода.

РЕШЕНИЕ:

Запишем уравнение состояния идеального газа для двух состояний:

[pic 1]

[pic 2]

где:        p – давление газа, ПА;

        V – объем газа, м3;

        m – масса газа, кг;

        M – молярная масса газа, кг/моль;

        R – универсальная газовая постоянная, Дж/(моль*К);

        Т – температура газа, К.

Выразим из уравнения состояния идеального газа массу:

[pic 3]

[pic 4]

Найдем разность m2-m1:

[pic 5]

R = 8,31 Дж/(моль*К);

Подставляем исходные данные в формулу:

[pic 6]

ОТВЕТ: [pic 7]

Задание 2

При давлении 820 мм. рт. ст. и температуре 27°С плотность смеси кислорода О2 и углекислого газа СО2 равна 1,7 кг/м3. Определить массовый и объемный составы смеси.

РЕШЕНИЕ:

Плотность смеси определяется по формуле:

[pic 8]

где                        [pic 9][pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

В итоге:

[pic 13]

Выразим [pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

Тогда:

[pic 17]

Связь между объемными долями и массовыми определяем по формуле:

[pic 18]

= 44 кг/кмоль;         = 32 кг/кмоль;        [pic 19][pic 20]

[pic 21]

ОТВЕТ:                         [pic 22][pic 23]

                                        [pic 24][pic 25]

Задание 3

Воздух при постоянном давлении р1 = 60 бар и t1 = 27° С вытекает в среду с давлением р2 = 40 бар. Определить теоретическую скорость и конечную температуру при адиабатном истечении.

РЕШЕНИЕ:

Значение β определим из соотношения:

[pic 26]

[pic 27]

Полученное значение коэффициента β сравниваем с βкр.

Воздух – многоатомный газ, значит, βкр = 0,546.

Получаем: , следовательно, скорость истечения будет меньше критической и определяется по формуле:[pic 28]

[pic 29]

Из уравнения состояния:

[pic 30]

[pic 31]

Конечная температура при адиабатном истечении^

[pic 32]

[pic 33]

ОТВЕТ: ω = 257 м/с;                t2 = -6 0C

Задание 4.1

Определить потери теплоты (тепловой поток, Вт) от кирпичной стены длиной L, м, высотой H, м и толщиной δ, мм. Температуры на поверхностях стенок соответственно равны t1, °С и t2, °С. Коэффициент теплопроводности кирпича λ, Вт/(м∙°С). ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: