Контрольная работа по теплотехнике №3

Теоретические вопросы

Вопрос №1
Изобразите на диаграммах  P-V и T-S графики, соответствующие изотермическому, изобарическому и изохорическому процессам вещества, свойства которого описываются уравнением Ван-дер-Ваальса.

Вопрос №2
Почему в расчётах с влажным воздухом энтальпию его всегда относят к 1 кг сухого воздуха?

Задачи

Задача №1. Температурный режим при пожаре в помещении
Производство, связанное с обращением ГЖ, размещено в помещении размерами в плане a*b, м и высотой Н, м. при аварии технологических аппаратов возможны и розлив жидкости на пол и возникновение пожара. Предусмотрены устройства, ограничивающие растекание жидкости на полу на площади квадрата f, м²  расстояние от границы горения до стены с оконными и дверными проемами, через которые будет происходить газообмен при пожаре в помещении с внешней средой, l, м .
Механическая вентиляция при возникновении пожара выключается. За счет естественного газообмена в помещение поступает такое количество воздуха, что на 1 кг горящей жидкости в среднем приходится V_А, м³ воздуха.
Рассчитайте возможную температуру среды в помещении при возникновении пожара:
а) среднеобъемную через 5, 15 и 30 мин его развития;
б) локальную в точке над факелом под перекрытием через 5, 15 и 30 мин его развития;
в) локальную в точках, находящихся на высоте 1,5 м от пола и расстояниях от границы горения 0,25 l, 0,5 l, 0.75 l и l, через 2 мин его развития.
Постройте графики:
а) изменения среднеобъемной температуры среды в помещении при пожаре во времени;
б) изменения температуры среды в точке над факелом под перекрытием во времени;
в) изменения температуры среды на высоте 1,5 м в зависимости от расстояния от границы горения для 2 мин развития пожара.
По графику установите, на каком расстоянии от выхода значение температуры среды достигает 70⁰С.
Исходные данные для выполнения расчета приведены в таблице 1.

Таблица 1

Задача №2.  Нестационарная теплопроводность. Изменяющиеся граничные условия 3 рода
Рассчитайте температурное поле по толщине перекрытия через 0,5 ч после начала пожара, используя полученные при решении задачи 1 результаты расчета температуры среды над факелом под перекрытием (график изменения температуры среды под перекрытием). Перекрытие представляет собой сплошную железобетонную плиту толщиной 18 см. Толщина слоя бетона λ = 1,2 Вт/(м∙К). Начальная температура перекрытия 20⁰С, такую же температуру имеет воздух над перекрытием.
Задачу решить методом конечных разностей графически.

Задача №3. Нестационарная теплопроводность. Не изменяющиеся граничные условия 3 рода.
Железобетонная плита перекрытия толщиной δ обогревается с одной стороны средой с температурой t_г в течение τ мин. Коэффициент теплообмена на обогреваемой поверхности плиты α=11,63 е^0,0023t_г. Начальная температура перекрытия t₀ = 200C. Коэффициент теплопроводности железобетона λ = 1,2 Вт/(м∙К), коэффициент температуропроводности а = 5,6∙10-7 м²/с.
Рассчитать температуру на расстоянии s от обогреваемой поверхности плиты: а) принимая перекрытие за неограниченную пластину; б) принимая перекрытие, как полуограниченное тело.
Данные, необходимые для расчетов, приведены в таблице 2.

Таблица 2

=================

Примечание: работа выполнена со значениями для варианта №42.

Имеется работа для варианта №45.
Теоретические вопросы:
1) Как определить v’ и  v”для вычисления внутренней энергии влажного пара по формуле Uk = v’ (1 – X) + v” X ?
2) Напишите выражение закона действующих масс для следующих реакций:С+СО₂<=>2CO и СО+H₂O<=>CO₂+H₂

Исходные данные для задачи №1

Исходные данные для задачи №3