Контрольная работа по Теплофизике

Задача 1.1:
В помещении компрессорной станции объемом V произошла разгерметизация трубопровода, по которому транспортируется горючий газ под давлением p_1 и температуре T_1. Через образовавшееся в трубопроводе сквозное отверстие площадью f горючий газ выходит в помещение.
Рассчитать, через какое время в объеме помещения компрессорной станции может образоваться взрывоопасная смесь, а также среднюю молекулярную массу, плотность, удельный объем и изобарную удельную массовую теплоемкость смеси, если ее температура T=293 К, а давление p=100 кПа. Коэффициент  скорости при истечении газа через отверстие φ=0,85. Воздухообмен в помещении отсутствует. Данные, необходимые для расчетов, приведены в таблице.
Последняя цифра шифра    2    Предпоследняя цифра шифра    2
V∙〖10〗^(-2),м^3
45    p_1,МПа
0,9
f∙〖10〗^4,м^2
7,0    T_1,К
305
        Горючий газ    Пропан

Задача 1.2:
Для тушения пожара в сушильной печи предусмотрена установка парового пожаротушения с ручным пуском. При возникновении пожара в распределительный (перфорированный) трубопровод установки подается водяной пар из технологического трубопровода, абсолютное давление пара в котором p_1 и степень сухости x.
Определить скорость истечения пара w из отверстий перфорированного паропровода и необходимое количество отверстий диаметром d в паропроводе при подаче в сушильную печь пара в количестве G. Коэффициент скорости при истечении пара через отверстие φ=0,9. Барометрическое давление                        p_с=0,1 МПа.
Решить задачу аналитически (принимая пар за идеальный газ) и графо-аналитически, используя is – диаграмму водяного пара.
Данные для расчетов приведены в табл. 2.
Последняя цифра шифра    2    Предпоследняя цифра шифра    2
p_1,МПа
0,17    d∙〖10〗^3,м
6
x    0,97    G,кг⁄с
0,29

Задача 4:
Стальной трубопровод диаметром d_1⁄d_2  (здесь d_1 – внутренний диаметр, d_2 – наружный диаметр труб), по которому течет масло, покрыт слоем теплоизоляции толщиной δ=50 мм. Коэффициент теплопроводности материала трубопровода λ_1 и коэффициент теплопроводности теплоизоляции λ_2 найти из справочных таблиц (Приложение, табл. XI).
Средняя температура масла на рассматриваемом участке трубопровода t_ж1. Температура окружающего воздуха t_в. Коэффициент теплоотдачи от масла к стенке α_1=100  Вт⁄((м^2∙К) ) и от поверхности трубопровода к воздуху α_2=8  Вт⁄((м^2∙К) ).
Определить:
- потери тепла с одного погонного метра длины оголенного трубопровода и трубопровода, покрытого теплоизоляцией;
- температуру на поверхности соприкосновения трубы и слоя теплоизоляции;
- температуру на внешней поверхности теплоизоляции;
- критическую толщину теплоизоляции.
Исходные данные для расчета приведены в таблице.
Последняя цифра шифра    2
Диаметр трубопровода (d_1⁄d_2 ),мм
44/51
Средняя температура масла t_ж1,℃
105
Температура окружающего воздуха  t_в,℃
5
Материал тепловой изоляции    Совелит

Задача 5.2:
Длинный металлический вал диаметром d, который имел температуру t_0=20 ℃, был помещен в печь с температурой t_ж=820 ℃.
Определить температуры на оси, на поверхности вала и на расстоянии r=br_0 от оси вала через τ минут после начала нагревания. Коэффициент теплоотдачи на поверхности вала α=140 Вт⁄((м^2∙К) ). Диаметр вала, материал и коэффициент b приведены в таблице.
Последняя цифра шифра    2    Предпоследняя цифра шифра    2
Диаметр вала, мм    90    Время нагрева, мин    15
b    0,3        
Материал вала    Чугун