Нажмите на баннер и автоматически будете на моей странице "Вконтакте"

 

 Телефон мобильный;

 8(965)049-25-97(Билайн)

 Электронная почта;

 89650492597@mail.ru

 

 


Решение задачи, контрольных для студентов

Решение задач — это процесс выполнение мыслительных действий, направленный на получение заданной цели.

Процесс решения задачи состоит из:
1)Подготовка данных;
2)Определение способа (метода) решения (если он не задан условием);
3)Нахождение решения задачи.

Если у вас нет времени или задали сложные примеры которые Учитель не смог грамотно объяснить, я смогу вам помочь, срок решения от четырёх дней. Цена определяется после изучения (просмотра) задания.


















Предыстория.
 Каноническая постановка задачи о максимальном потоке: задан регулярный ориентированный граф с весами ребер и две вершины А и В. Нужно найти максимальный поток из А в В, так чтобы поток по каждоиу ребру был положителен и не превышал веса ребра.. Источник: Википедия (на русском), статья «Задача о максимальном потоке».
Ошибки в википедии бывают (временно), но в момент написания там все верно.
 Задача была поставлена не полностью, т.к. не было указано, из какой вершины в какую (из 0,…12) надо найти поток. Но при анализе графа выяснилось, что в вершину 0 нет входящих ребер, а из вершины 12 исходящих. Значит, поток надо было искать из вершины 0 в вершину 12, иначе зачем они даны, их сразу можно выкинуть. Также не был указан метод, которым искать максимальный поток. 7 самых популярных методов приведены в указанной статье. Воспользуемся самым первым: сведением к задаче линейного программирования.  

Решение.
Задачу можно формализовать следующим образом: Дана таблица весов ребер, на пересечении i-й строки j-го столбца стоит вес ребра из вершины i в вершину j. Там где в таблице ничего нет, значит, такого ребра в графе нет.
поток

Заметим, что сумма чисел в i-й строке это исходящий поток из вершины i, а сумма чисел в j- м столбце – это входящий поток в вершину j. Нужно составить вторую таблицу с неотрицательными числами на тех же местах, не превосходящими данных чисел, так, что входящие потоки в вершинах 1,…11 были равны исходящим, а входящий поток в вершину 12 (целевая функция) был максимален. Разумеется, при соблюдении ограничений исходящий поток из вершины 0 будет равен входящему потоку в вершину 12. Это доказывается в теории примерно так: Вершина-источник 0 не имеет входящего потока, а вершина –сток 12 – исходящего. Сложим суммы по каждому столбцу, это будет сумма всех чисел таблицы, но и сумма входящих потоков вершин 1…11 плюс входящий вершины 12. Сложим суммы по каждой строке, это будет сумма всех чисел таблицы, но и сумма исходящих потоков вершин 1…11 плюс исходящий вершины 0. Приравниваем. В ограничениях дано, что для 1,..11 суммы входящих и исходящих равны, значит они уничтожаются в обеих частях и остается исходящий из 0 = входящий в 12.   Данная задача линейного программирования содержит 31 неизвестное, 11 ограничений в форме равенства и 31 ограничение, что каждое неизвестное неотрицательно. Решать такую задачу вручную неудобно. Воспользуемся надстройкой Excel «Поиск решения» и введем в окна все ограничения и целевую функцию, а в параметры – «линейная модель», «неотрицательные значения» , «метод сопряженных градиентов»
метод сопряжённых

Известно, что у задач линейного программирования с не более чем 100 неизвестными эта надстройка всегда находит верное решение, если решение существует. Здесь оно таково:
Видим, что ограничения на равенство входящих и исходящих соблюдены.           
Оптимальность решения можно проверить и вручную. Составим таблицу разностей между ограничениями и найденными потоками: Видим, что входящий поток в вершину 12 можно увеличить лишь за счет исходящего из 8, в размере 19, и исходящего из 11, в размере 21. Но входящий поток в каждую из этих вершин увеличить нельзя, в 8м и 11м столбцах все числа нули. Ответ: максимальный проток 87, задаваемый таблицей 2
Читать дальше »

Рабочая программа учебной дисциплины!
«Гидравлика» разработана в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования «Направление подготовки дипломированного специалиста  Безопасность жизнедеятельности», устанавливающего требования к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности 280104.65 - Пожарная безопасность, а также квалификационных характеристик. Гидравлика – наука, изучающая законы равновесия и движения жидкостей, а также способы приложения этих законов к решению задач инженерной практики. Изучаемые вопросы дисциплины «Гидравлика» базируются на ранее изученных дисциплинах высшая математика, физика, общая и специальная химия и в свою очередь являются основой таких дисциплин как пожарная техника, пожарная тактика, пожарная профилактика, противопожарное водоснабжение. Цель учебной дисциплины - приобретение обучаемыми теоретических знаний и практических навыков по применению законов механики жидкости при решении вопросов противопожарной защиты. Основная задача дисциплины - теоретическая и практическая подготовка будущих специалистов к применению различных методов гидравлических расчетов при решении вопросов пожарной безопасности. Организационными формами изучения дисциплины являются лекции, практические занятия, лабораторные занятия, индивидуальная работа преподавателя с обучаемыми. Часть учебного материала планируется для самостоятельного изучения. Решающую роль в успешном овладении дисциплиной играет самостоятельная работа курсантов и слушателей с учебной и методической литературой. Программой дисциплины предусматривается выполнение ряда лабораторных работ. Каждая работа предполагает проведение предлабораторного коллоквиума, эксперимента и составление отчета. Лабораторные работы проводятся двумя преподавателями в специализированной лаборатории Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России. В процессе изучения дисциплины предусматривается выполнение контрольной работы. Для закрепления полученных теоретических положений и приобретения практических навыков использования современной вычислительной техники предусматривается решение задач по индивидуальным заданиям. Изучение дисциплины завершается сдачей зачета. По окончании изучения учебной дисциплины курсанты, слушатели и студенты должны:          знать:
 -         основные понятия и законы гидравлики;
 -         физическую сущность изучаемых явлений и закономерностей;
-         общую интегральную форму уравнения количества движения и момента количества движения;
 -         факторы, влияющие на потери напоров в линейных и местных сопротивлениях;
-         влияние режимных и геометрических параметров на истечение жидкостей через отверстия, насадки, короткие трубопроводы, на характеристики пожарных струй;
 -         причины, вызывающие гидравлический удар и способы борьбы с ним; уметь:
 -         применять основные законы и закономерности гидравлики при решении вопросов обеспечения противопожарной защиты;
 -         производить расчет систем аварийного слива ЛВЖ и ГЖ, параметров траектории струи и ее реакции, потерь напора в системах подачи воды, потерь давления в газовых АУП.   иметь представление:
 -         о струйной модели движения жидкости;
 -         о дифференциальных уравнениях гидростатики и гидродинамики и методах их решения, о теории подобия и критериальных зависимостях;
-         конечно-разностные формы уравнений Навье-Стокса и Рейнольдса, общая схема применения численных методов и их реализация на ЭВМ, одномерные потоки жидкостей и газов;
 -         об основных принципах работы и совершенствования приборов и аппаратов пожаротушения;
-         о методах повышения пропускной способности трубопроводов и пожарных рукавов. 
 На изучение дисциплины обучения отводится 119 часов. По заочной форме обучения предусматривается: со сроком обучения 4 года – 12 ч. аудиторных занятий (лекций – 4 ч., практических занятий – 4 ч., лабораторные работы – 4 ч.) и 107 ч. самостоятельной работы; со сроком обучения 6 лет – 20 ч. аудиторных занятий (лекций – 6 ч., практических занятий – 8 ч., лабораторные работы – 6 ч.) и 99 ч самостоятельной работы. Слушатели заочной формы обучения при самостоятельном изучении дисциплины выполняют контрольную работу. Формами итогового контроля изучения дисциплины является по заочной форме обучения – зачет. Распределение часов по темам приведено в тематических планах. 

В соответствии с учебным планом заочной формы обучения по дисциплине «Гидравлика и противопожарное водоснабжение» слушатели-заочники выполняют контрольную и курсовую работу.          Контрольная работа выполняется с целью изучения теоретических основ гидравлики и освоения методики решения задач, имеющих практическое применение в деятельности пожарной охраны. Контрольная работа состоит из 10 задач, исходные данные к которым выбираются по таблицам в зависимости от двух последних цифр номера зачетной книжки слушателя.          Контрольная работа должна быть выполнена в отдельных тетрадях разборчивым подчерком, без сокращений слов (кроме общепринятых) грамотно и аккуратно оформлена. Все рисунки и схемы рекомендуется выполнять карандашом. На обложке работы следует указать: название учебного заведения, наименование изучаемой дисциплины, номер зачетной книжки, фамилию, имя, отчество, домашний адрес, место работы, должность и специальное звание слушателя-заочника. В конце работы необходимо указать литературу, которая была использована при выполнении контрольной работы.          Выполненная работа отправляется в СПб Институт ГПС МЧС России для рецензирования в срок, указанный в графике представления контрольных работ.          Работа, выполненная не верно, не по своему варианту, не полностью освещающая вопросы задания, не зачитывается. Такая работа должна быть выполнена повторно с учетом замечаний рецензента. Все исправления необходимо выполнить в той же тетради (после рецензии преподавателя).   Исправленный вариант работы слушатель должен направить в институт (вместе с первой работой и рецензией) для повторной проверки.          Слушатели-заочники, не представившие в срок контрольную работу без уважительной причины, к экзаменационной сессии не допускаются.

ЗАДАЧА № 1          
Определить абсолютное и избыточное гидростатическое давление воды в точке А на глубине h от поршня, если на поршень диаметром 200 мм воздействует сила Р, атмосферное давление ра=0,1 МПа.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Абсолютное гидростатическое давление в точке А равно:
РА,абс=Рa+Рn+Рж

ЗАДАЧА №2           
Определить максимальную глубину воды в водонапорном баке объемом W, установленном на перекрытии. Дополнительная нагрузка на перекрытие от установки бака с водой не должна превышать Р. Масса бака с арматурой  m.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ           
Полная нагрузка на перекрытие будет выражена формулой:                       
Рполн =G+pgW, зная полную и дополнительную нагрузку на перекрытие, можно определить площадь, на которую действует эта нагрузка и затем найти значение глубины.
где: 
Ра- атмосферное давление;         
Рп- избыточное гидростатическое давление на поверхности  жидкости от действия поршня;         
Рж- избыточное гидростатическое давление в точке А от столба жидкости.

ЗАДАЧА №2           
Определить максимальную глубину воды в водонапорном баке объемом W, установленном на перекрытии. Дополнительная нагрузка на перекрытие от установки бака с водой не должна превышать Р. Масса бака с арматурой  m. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ           
Полная нагрузка на перекрытие будет выражена формулой:                       
Рполн =G+pgW, зная полную и дополнительную нагрузку на перекрытие, можно определить площадь, на которую действует эта нагрузка и затем найти значение глубины.

ЗАДАЧА №3           
Определить силу избыточного гидростатического давления на заслонку размерами axb, закрывающую отверстие в стенке резервуара с бензином плотностью р=800 кг/м3. Высота слоя бензина до начала заслонки h. Построить эпюру избыточного гидростатического давления.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ         
Сила избыточного гидростатического давления определяется графическим способом как произведение   площади эпюры избыточного гидростатического давления S на ширину заслонки b: P=S·b         
Эпюра избыточного гидростатического давления на заслонку имеет форму трапеции.

ЗАДАЧА № 4           
Для заполнения пожарного водоема используется трубопровод длиной L. Определить необходимый напор насоса, если возвышение водоема над источником Z, гидравлический уклон i, свободный напор в конце линии Нсв.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ         
Составляется уравнение Бернулли для сечений I-I (по линии свободной поверхности) и II-II по оси трубопровода.

ЗАДАЧА № 5           
Определить предельную высоту расположения оси центробежного насоса над уровнем воды в водоисточнике h, если расход воды из насоса Q, диаметр всасывающей трубы d. Вакуумметрическое давление, создаваемое во всасывающем патрубке Рв, потери напора во всасывающей линии 1 м.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ         
Составляется уравнение Бернулли для двух сечений: сечение П-П - по оси насоса; сечение I-I - по линии свободной поверхности (совпадает с плоскостью сравнения) В сечении I-I скорость Vi=0. Давление на свободной поверхности P1=Pат. Плоскость сравнения совпадает с сечением I-I, поэтому Z1 = 0. Абсолютное давление в сечении II-II Р2 = Рат - Рв Скорость движения воды во всасывающей трубе   Подставляя выражение для  и в исходное уравнение и решая его относительно Z, определим относительную высоту расположения оси центробежного насоса.

ЗАДАЧА №6          
 Для сохранения неприкосновенного пожарного запаса воды в резервуаре всасывающая линия оборудована воздушной трубкой, верхний срез которой находится на уровне пожарного запаса в резервуаре. Предполагается, что при снижении уровня воды до пожарного запаса, воздух вследствие возникновении вакуума в сечении, к которому приварена труба, проникает во всасывающий трубопровод насосов, произойдет срыв работы насоса и забор воды прекратится.        
 Определить, сохранится ли неприкосновенный запас воды, если уровень воды находится на высоте h выше оси всасывающей трубы. Диаметр трубы D, расход воды Q. Труба оборудована всасывающей сеткой с клапаном (?1=6,0) и имеет колено (?1=0,5).
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ        
Выбираются два сечения, которые будут сравниваться с помощью уравнения Бернулли:         
Сечение: I-I выбирается по уровню неприкосновенного запаса воды; II-II - по оси всасывающей трубы.        
Плоскость сравнения 0-0 проходит по оси всасывающего трубопровода. 
 - избыточное давление в сечении I-I;
- скорость снижения уровня в сечении I-I мала по сравнению с прочими величинами;
hM- потери напора на местные сопротивления (линейными потерями на участке от сечения I-I до сечения П-П можно пренебречь).         
Решая уравнение Бернулли относительно, определим, сохранится ли неприкосновенный запас воды.

ЗАДАЧА №7           
Определить повышение давления в трубопроводе длиной L, диаметром d и толщиной стенок ? при гидравлическом ударе, если расход воды Q, модули упругости стенок трубы Ет=2 ·1011 Па и воды Еж=2 ·109 Па. Время закрытия задвижки на трубопроводе t3.  
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ         
В зависимости от соотношения фазы удара   и времени закрытия tз задвижки определяется вид гидравлического удара. (полный или неполный гидравлический удар).         
Если  tзtф - удар не прямой (не полный), при этом повышение давления может быть найдено по формуле: P=a·?·v·;  
Скорость распространения ударной волны может быть вычислена по формуле: , где Еж - модуль упругости жидкости; d - внутренний диаметр трубы; Ет -модуль упругости стенок трубы; ? - толщина стенок трубы; 1425 - скорость распространения ударной волны в воде в неограниченном объеме, м/с.           
Значения скорости распространения ударной волны представлены в приложении ф>

ЗАДАЧА №8           
Определить предельно возможную длину магистральной линии LM, если из второго ствола (dН2) необходимо получить струю производительностью g2.         
Рукавная система состоит из магистральной линии диаметром dM и трех рабочих линий длинами l1; l2; l3; диаметрами d1; d2; d3 и стволами с диаметрами насадков dH1; dН2; dH3. Стволы подняты относительно разветвления на высоту Z1; Z2; Z3, а разветвление установлено относительно оси насоса пожарного автомобиля АНР-40(130) на высоте Zраз.,                          
Рукава системы прорезиненные.  
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ   
Напор у разветвления определяется из условий работы второго ствола Нразв. = (Sp2·np2 + SH2)·g22 +Z2,           
Так как потери напора в параллельных рабочих линиях одинаковы, то приведенное выше выражение будет справедливо для первой и третьей рабочей линии. Из этих выражений определяются значения g1 и g3.          Определяется предельно возможная длина магистральной линии, т.е. при работе насоса с максимальной частотой вращения, то необходимо использовать характеристику насоса Нр и рукавной линии Нн НР=НН Hp=a-bQ2 - характеристика насоса ПН-40У (Приложение 7)   Нн. =Sм·nм·Q2 +Hразв.+Zразв.- характеристика рукавной линии.           
Приравняв правые части характеристик, найдем число рукавов в магистральной линии, а следовательно и предельно возможную ее длину.

ЗАДАЧА № 9         
Определить количество автонасосов АНР-40(130), необходимое для подачи воды в перекачку, если разность высотных отметок между головным автонасосом и водоисточником Z. Перекачка производится на расстояние L по двум прорезиненным рукавным линиям диаметрами d1 и d2. Головной автонасос, расположенный у места пожара, обеспечивает работу двух стволов с диаметрами насадков dH1 и dH2. Насос работает в режиме ?=0,75. Рукава системы прорезиненные.                          
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ           
Количество автонасосов определяется из условия, что их суммарный напор расходуется на преодоление сопротивлений в рукавных линиях hP и подъем на высоту z. K?h = hp+z                                            
Н = a-b·Q2 - характеристика насосов;        
 N - количество рукавов в одной рукавной линии от первого насоса до головного, которое с учетом неравномерности рельефа местности будет равно:         
Подставив в исходное уравнение значения Н и hp, и учитывая, что  Q = g1 + g2, можно найти требуемое количество автонасосов.
Примечание: При перекачке из насоса в насос в конце магистральной рукавной линии (на входе во всасывающую полость следующего насоса) необходимо поддерживать остаточный напор не менее 10 м, при перекачке из насоса в цистерну на конце линии следует поддерживать напор не менее 3 м.

Задача №10        
 К лафетному стволу с насадком dH1 подача воды осуществляется от двух пожарных автомобилей АНР-40(130) и АА-40(131). От автомобиля АНР-40(130) проложена рукавная линия диаметром di из прорезиненных рукавов длиной Lb а от автомобиля АА-40(131) - из прорезиненных рукавов диаметром d2 и длиной L2. Ствол поднят на высоту Z Определить подачу каждого из пожарных насосов.            
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ          
Аналитическое условие совместной работы насосов и рукавных систем выражается так a-bQ2=ScQ2+z Определив сопротивление системы и подставив его в исходное выражение, получим значение подачи каждого насоса.


Читать дальше »

Лекции по теплотехнике, у меня есть ещё много материала от сканированного, схемы по теплотехнике, графики, расчёты по теплотехнике.
____________________________________________________

Нет возможности выложить всё что есть.
Пишите мне http://vk.com/id4171783! Подберём то что вам нужно.
____________________________________________________

Скачать лекции можно ниже по ссылке;

  /teplotekhnika.pdf



  • ниже примеры как выглядят лекции

лекции теплотехника

учебник скрябин теплотехника
Читать дальше »

Таблица термодинамических свойств воды и водяного пара. (exel)

Скачать таблицу можно ниже по ссылке;


  /teplotekhnika.xls
 
  1. По температуре и давлению определяются такие параметры, как v', v", h', h", s' и s".
  2. Также приведены таблицы T(p), p(T), Теплоёмкость, Теплопроводность и Вязкость воды в её различных состояниях.
  • примеры
теплотехника учебник

таблица термодинамика

таблица по теплотехнике

решение задач, теплотехника скачать бесплатно

динамическая вязкость теплотехники
Читать дальше »

Лекции по электротехнике ТОЭ в формате Microsoft Office Word.

Я разделила лекции по электротехнике на 5 частей.

Скачать лекции можно по ссылкам ниже;
  1. /1_lekcii_po_toeh_1-5.doc
  2. /2_lekcii_po_toeh_6-10.doc
  3. /3_lekcii_po_toeh_11-15.doc
  4. /4_lekcii_po_toeh_16-20.doc
  5. /5_lekcii_po_toeh_20-i_td.doc

  • примеры


Читать дальше »

*************************************

Решила собрать основы электротехники ТОЭ.

*************************************


скачать можно ниже;

1.   /ELEKTRO1.doc   (электрические и магнитные цепи)
2.   /ELEKTRO2.doc   (линейные цепи синусоидального тока)
3.   /ELEKTRO3.doc   (переходные процессы в электрических цепях)
4.   /ELEKTRO4.doc   (цепи несинусоидального тока)
5.  /ELEKTRO5.doc   (нелинейные цепи постоянного и синусоидального тока)
6.   /ELEKTRO6.doc   (магнитное поле и магнитные цепи)
7.   /ELEKTRO7.doc   (импульсные цепи)
8.   /ELEKTRO8.doc   (трансформаторы)
9.   /ELEKTRO9.doc   (электрические машины переменного тока)

10. /ELEKTRO10.doc  (электронные приборы и устройства)

11. /ELEKTRO11.doc  (электронные усилителе и генераторы)

12. /ELEKTRO12.doc  (электрические измерения)

13. /ELEKTRO13.doc  (электрические машины постоянного тока)





Читать дальше »

Бесплатные задачи по теплотехнике, термодинамике.

Задача по теплотехнике №1


Решение скачать можно по ссылке ниже;
/teplotehnika_zadacha_1.rar



Задача по теплотехнике №2


Решение скачать можно по ссылке ниже;
/zadacha_po_teplotekhnike-2.rar




Задача по теплотехнике №3


Решение;


Задача по теплотехнике №4



Решение скачать можно по ссылке ниже;
/zadacha_po_teplotekhnike_5.rar



Читать дальше »

Бесплатные задачи по электротехнике, ТОЭ, Теория автоматического управления (ТАУ)


Задача по электротехнике №1
задача электротехника тое

Решение скачать можно по ссылке ниже;
/zadachi_po_ehlektrotekhnike_1.rar




Задача по электротехнике №2
задача электротехника цепь

Решение скачать можно по ссылке ниже;
/zdacha_po_ehlektrotekhnike_2.rar


Читать дальше »

  Сборник задач по теплотехнике и термодинамике.


1. 4 кг воздуха с начальным давлением р1=1,2 МПа и начальной температурой t1=- 100С расширяется адиабатно до конечного давления р2=0,2 МПа. Определить объ- ем и температуру воздуха в конце сжатия, работу сжатия и изменение внутренней энергии, если показатель адиабаты k=1,4.

2. 1 кг воздуха с начальным давлением р1=0,2 МПа и начальной температурой t1=600С сжимается политропно до конечной температуры t2=5200С. Определить работу сжатия, изменение внутренней энергии и количество отведенной теплоты от воздуха, если показатель политропы n=1,35.
3. В одноступенчатом компрессоре сжимается политропно воздух до конечного давления р2=0,6 МПа. Начальная температура воздуха t1=170С и давление р1=0,2 МПа. Определить конечную температуру воздуха и работу, затраченному на сжа- тие 1 кг воздуха, если показатель политропы n=1,25. 13

4. В одноступенчатом компрессоре сжимается адиабатно двуокись углерода до давления р2=0,5 МПа. Начальная температура двуокиси углерода t1=-50С и давле- ние р1=0,1 МПа. Определить работу, затраченному на сжатие 1 кг двуокиси угле- рода и конечную температуру двуокиси углерода, если показатель адиабаты k=1,28.

5. Перегретый водяной пар с начальным давлением р1=0,1 МПа и начальной тем- пературой t1=2300С сжимается изотермически до степени сухости х2=0,85. опре- делить параметры пара в начальном и конечном состоянии, количество отведен- ной теплоты от пара, изменение внутренней энергии и работу сжатия. Изобразить тепловой процесс в is-диаграмме.

6. Водяной пар с начальным давлением р1=5 МПа и начальной температурой t1=3500С расширяется адиабатно до давления р2=0,01 МПа. Определить парамет- ры пара в начальном и конечном состоянии, количество отведенной теплоты от пара, изменение внутренней энергии и работу расширения. Изобразить тепловой процесс в is-диаграмме.

7. В пароперегреватель котельного агрегата поступает влажный пар в количестве 18 кг/с. Определить сообщаемое пару часовое количество теплоты Q, необходи- мое для перегрева пара до t=5600С, если степень сухости пара перед входом в па- роперегреватель х=0,98, а давление пара в пароперегревателе р-12 МПа. Изобра- зить тепловой процесс в is-диаграмме.

8. Влажный пар с начальным давлением р1= 6 МПа и степенью сухости х=0,9 рас- ширяется изотермически до давления р2=0,5 МПа. Определить параметры пара в начальном и конечном состояниях, изменение внутренней энергии, количество переданной теплоты пару и работу расширения. Изобразить тепловой процесс в is-диаграмме. 14

9. Определить для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешан- ным подводом теплоты параметры (p, ?, Т) в характерных для цикла точках, ко- личество подведенной и отведенной теплоты, полезную работу и термический к.п.д. цикла, если начальное давление р1=0,12 МПа, начальная температура t1=250С, степень сжатия ?=18, степень повышения давления ?=1,5, степень пред- варительного расширения р=1,6 и показатель адиабаты k=1,4. рабочее тело обла- дает свойствами воздуха. Изобразить цикл в р?-диаграмме.

10. В цикле поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при p=const начальное давление р1=0,12 МПа, начальная температура t1=100С, сте- пень сжатия ?=12, степень предварительного расширения р=2,0 и показатель адиабаты k=1,4. Определить параметры (р, ?, Т) и характерные для цикла точках, количество подведенной и отведенной теплоты, полезную работу и термический к.п.д. цикла. Рабочее тело обладает свойствами воздуха. Изобразить цикл в р?- диагонали.

11. Паротурбинная установка работает по циклу Ренкина с начальным давлением пара р1=5 МПа и температурой t1=4000С. Определить удельный расход пара и термический к.п.д. цикла, если давление в конденсаторе р2=4 кПа. Изобразите цикл в Тs-диаграмме.

12. Паротурбинная установка работает по регенеративному циклу с начальным давлением пара р1=2МПа и температурой t1=3500С и давлением в конденсаторе р2=4кПа. Пар для регенеративного подогрева питательной воды отбирается при давлении р0=0,2 МПа. Определить термический к.п.д. цикла. Изобразите цикл в Тs-диаграмме.

13. В камере хранения скоропортящегося сырья хлебозавода установлены плоские охлаждающие батареи, в которых циркулирует водный раствор хлорида натрия (рассол). Определить плотность теплового потока от воздуха к рассолу, если тем- 15 пература в холодильной камере tк=40С, средняя температура рассола tж=-50С, ко- эффициент теплоотдачи от воздуха к стенке батареи а1=25 Вт/(м2·К), от рассола к стенке а2=5000 Вт/(м2·К), коэффициент теплопроводности стальной стенки ?=50 Вт/(м2·К) и толщина стенки ?=1,5 мм.

14. Определить плотность теплового потока от воздуха к водному раствору хло- рида кальция (рассолу), циркулирующему в плоской батарее камеры хранения скоропортящегося сырья хлебозавода, если стенка батареи покрылась слоем льда толщиной ?=5 мм. Температура в холодильной камере tк=40С, средняя темпера- тура рассола tж=-50С, коэффициент теплоотдачи от воздуха ко льду а1=10 Вт/(м2·К), коэффициент теплоотдачи от рассола к стенке а2=5000 Вт/(м2·К), коэф- фициент теплопроводности льда ?=2,25 Вт/(м2·К), коэффициент теплопроводно- сти стальной стенки ?1=32 Вт/(м2·К) и толщина стенки ?=1,5 мм.
решение задач теплотехника-термодинамика
15. Плоская кирпичная стенка хлебопекарной печи с одной стороны омывается продуктами сгорания топлива с температурой t1=13000С, а с другой – воздухом помещения с температурой t2=200С. Коэффициент теплоотдачи конвекцией рав- ны соответственно а1=150 Вт/(м2·К) и а2=50 Вт/(м2·К). Коэффициент теплопро- водности стенки ?=0,6 Вт/(м2·К), толщина стенки ?=755 мм. Кроме теплоотдачи конвекцией со стороны продуктов сгорания на стенку падает лучистый тепловой поток, часть которого qлуч=103 Вт/м2 поглощается поверхностью стенки. Опреде- лить плотность теплового потока, проходящего через стенку.

16. Какую среднюю температуру должен иметь пар в рубашке аппарата, чтобы при расходе теплоты на процесс Q=180 кДж/с поддерживать температуру продук- та t2=900С? Площади контакта стенок аппарата с продуктом и паром, находящим- ся в рубашке, F= 2м2. толщина стальной стенки аппарата ?=3 мм, коэффициент теплопроводности ?=50 Вт/(м2·К), коэффициент теплоотдачи от пара к стенке а1=10000 Вт/(м2·К) и коэффициент теплоотдачи от стенки к продукту а2=2000 Вт/(м2·К).

17. Какую площадь оребрения нужно сделать, чтобы в 10 раз увеличить поток те- плоты от горячей воды, проходящей в плоском нагревателе площадью F=1 м2 к воздуху помещения с температурой t2=200С? Средняя температура горячей воды t1=900С, коэффициенты теплоотдачи к стенке нагревателя а1=4000 Вт/(м2·К) и ко- эффициент теплоотдачи от стенки к воздуху помещения а2=50 Вт/(м2·К), толщина стенки ?=2 мм, коэффициент теплопроводности ?=50 Вт/(м2·К) и коэффициент эффективности ребер равен 1.

18. Определить высшую теплоту сгорания рабочей массы, приведенную влаж- ность, приведенную зольность, приведенную сернистость и тепловой эквивалент подмосковного угля марки Б2 состава: Ср=28,7%; Нр=2,2%; р = 2,7%; л S Nр=0,6%; Ор=8,6%; Ар=25,5%; Wр=32%.

19. Определить высшую теплоту сгорания рабочей массы, приведенную влаж- ность, приведенную зольность, приведенную сернистость и тепловой эквивалент донецкого угля марки А, если известно следующие величины: Qр 22625кДж/ кг; н = Нр=1,2%; р = 1,7%; л S Ар=22,9%; Wр=8,5%.

20. Определить приведенную влажность, приведенную зольность и тепловой эк- вивалент челябинского угля марки Б3, если известен состав его горючей массы: Сг=71,1%; Нг=5,3%; г = 1,9%; л S Nг=1,7%;Ог=20,0%; зольность сухой массы Ас=36% и влажность рабочая Wр=18%.

21.Воздух, имеющий параметры ?= 40%, t= 220С и расход 1000кг/ч, нагревается в поверхностном теплообменнике до t= 380С. Определить энтальпию и относитель- ную влажность воздуха после нагрева и полный расход теплоты. Изобразить про- цесс в i-d- диаграмме влажного воздуха. 17

22. Воздух с параметрами ?= 40%, t= 220С охлаждается в поверхностном тепло- обменнике до t= 50С. Определить количество отведенной теплоты и отведенной влаги, если расход воздуха составляет 1000 кг/ч. Изобраэить процесс в i-d- диа- грамме влажного воздуха.

23. 1 кг воздуха потока А с параметрами ?= 50%, d= 5 г/кг, смешивается с 4 кг воздуха потока В, с параметрами i=48 кДж/кг, t= 200С. Определить параметры смешанного воздуха ?, i. Изобразить процесс в i-d- диаграмме влажного воздуха.

24. Определить суммарный расчетный расход теплоты на отопление и вентиля- цию зданий хлебозавода, если объем отапливаемых зданий по наружному обмеру 30·103 м3, объем вентилируемых зданий 75% от объема отапливаемых, удельная отопительная характеристика здания q0=0,32 Вт/(м3·К), удельная вентиляционная характеристика здания qв=0,3 Вт/(м3·К), средняя температура воздуха внутри по- мещения tвн=200С и расчетная наружная температура воздуха tнар=-250С.

25. Определить расчетный расход теплоты на горячее водоснабжение хлебозаво- да, если расход горячей воды на технологические и хозяйственно-бытовые нужды Gв=2,5 кг/с, средняя температура горячей воды tгв=500С, температура холодной воды tх.в=100С, коэффициент полезного использования теплоты в водоподогрева- телях ?в=0,95 и теплоемкость воды св=4186 Дж/(кг·К).

26. Определить суммарный расчетный расход теплоты на технологические нужды и отопление мясокомбината производительностью Рi=5т/ч, если удельный расход теплоты на выработку мяса qi=1,3 ГДж/т, объем отапливаемых зданий по наруж- ному обмеру Vн=40·103 м3, удельная отопительная характеристика здания q0=0,25 Вт/(м3·К), средняя температура воздуха внутри помещения tвн=-250С и расчетная наружная температура воздуха tнар=-250С


                           Контрольные вопросы


1. Теплоемкость. Виды теплоемкостей.

2. Какова зависимость теплоемкости идеального газа от t0.

3. Какова общая формулировка и математическое выражение I закона термо- динамики.

4. Дайте определение и объясните физическую сущность величин, входящих в уравнение I закона термодинамики.

5. Что называют энтальпией газа? Докажите, что в изобарном процессе g=h2- h1. 6. Основные формулировки II закона термодинамики.

7. Термический КПД цикла тепловой машины? 8. Цикл Карно. Его термодинамическая сущность. 9. Эксергия. 10. Определение политропного процесса. Частные случаи политропного про- цесса.

11. Процесс парообразования в P-V, T-S и h-s диаграмм. 12. Изобразить в P-V и T-S координатах цикл паросиловой установки и дать необходимые пояснения.

13. Цикл компрессорной холодильной установки. 14. Объясните принцип работы теплового насоса. 15. Энтропия. Принцип возрастания энтропии.

16. Объясните отличие в механизме теплопереноса трех элементарных видов теплообмена.

17. Как формулируется основной закон теплопроводности (закон Фурье) в дифференциальной и конечной формах? Дайте анализ этого закона.

18. В чем различие процесса теплоотдачи и теплопередачи?

19. Какие существуют основные формы движения жидкости и какая между ни- ми разница? Переходит ли одна форма движения в другую, и, если перехо- 19 дит, то при каких условиях? Почему теплоотдача соприкосновением при турбулентном движении происходит интенсивнее, чем при ламинарном?

20. В чем сущность теории подобия? 21. Какими основными безразмерными критериями определяется конвектив- ный теплообмен и каков физический смысл этих критериев?

22. Напишите уравнение и дайте формулировку закона Стефана-Больцмана для теплового излучения тела.

23. В чем отличие газового излучения от излучение твердых тел?

24. Какие бывают случаи движения теплоносителей в теплообменных аппара- тах? Как меняется температура теплоносителей? Как определяется средний температурный напор в теплообменном аппарате при различных схемах движения теплоносителей?

25. Дайте сравнительную характеристику прямоточной и противоточной схе- мам движения теплоносителей в поверхностных теплообменных аппаратах.

26. Какие существуют способы сжигания топлива в топках паровых котлов? Какие существуют типы котельных топок?

27. Почему для осуществления процесса полного горения в топку приходится подавать избыточное количество воздуха? Что называется коэффициентом избытка воздуха, каковы его значения для различных типов топок и топли- ва, чем определяются эти значения?

28. Какие причины вызывают потери при механической и химической непол- ноте сгорания топлива, какова величина эти потерь для основных видов то- плива и основных типов топок? Какие характеристики топлива и в каком направлении влияют на величину этих потерь? 29. Напишите уравнение теплового баланса котла и охарактеризуйте каждую составляющую баланса.

30. Опишите принцип работы и устройство поршневого одноступенчатого компрессора. Приведите его действительную индикаторную диаграмму. Чему равна его действительная производительность? 20

31. Приведите индикаторную диаграмму многоступенчатого поршневого ком- прессора. Почему многоступенчатое сжатие уменьшает работу сжатия?

32. Как производится выбор вентиляторов?

33. Как подсчитывают теплопотери через ограждающие конструкции здания?

34. Чему равна величина сопротивления теплопередачи для многослойного ог- раждения?

35. Как производится подбор отопительных приборов?

36. Как рассчитывается воздухообмен в животноводческих птицеводческих помещениях?

37. Как определить потребную отопительную нагрузку теплицы, животновод- ческого помещения.

38. Какими термодинамическими параметрами характеризуется состояние ра- бочего тела. Укажите связь между этими параметрами.

39. Что такое работа и теплота термодинамического процесса?

40. Сформулируйте первый закон термодинамики. Объясните физическую сущность величин, входящих в уравнение первого закона термодинамики.

41. Приведите формулировки второго закона термодинамики. По каким причи- нам невозможно построение вечного двигателя.

42. Что понимают под энтропией? Физический смысл энтропии.

43. Что такое теплоемкость? Почему изобарная теплоемкость больше изохор- ной?

44. Что такое эксергия?

45. Изобразите термодинамический цикл тепловой машины. Что понимают под коэффициентом полезного действия, холодильным коэффициентом?

46. Изобразите циклы ДВС с изохорным, изобарным и смешанным подводом теплоты. Какими параметрами характеризуются эти циклы?

47. Изобразите процесс парообразования на p-v диаграмме. Поясните характер- ные зоны, изображенные на диаграмме.

48. Изобразите процесс парообразования в T-S диаграмме. Почему в области влажного пара температура постоянная. 21

49. Каким образом с помощью i-s диаграммы водного пара можно определить параметры кипящей воды, влажного пара, сухого насыщенного пара, пере- гретого пара.

50. Какими параметрами характеризуется влажный воздух?

51. Влажный воздух. J-d диаграмма влажного воздуха. Изобразить процесс на- грева, охлаждения и увлажнения воздуха в i-d диаграмме.

52. Виды теплообмена. Механизм передачи теплоты при разных видах тепло- обмена.

53. Что такое теплопроводность? Сформулируйте закон Фурье.

54. Что такое конвективный теплообмен? Сформулируйте закон Ньютона- Рихмана. Что характеризует коэффициент теплоотдачи.

55. Чем отличается процесс теплоотдачи от процесса теплопередачи. Физиче- ский смысл коэффициента теплопередач.

56. Расскажите о теплообменных аппаратах. Нарисуйте основные их виды.

57. Изменение t горячего и холодного теплоносителя по длине теплообменника при встречном и продольном движении теплоносителя.

58. Нарисуйте состав котельного агрегата.

59. Что такое водоподготовка? Какие существуют способы обработки пита- тельной воды?

60. Каковы требования к тепловому, влажностному и воздушному режиму жи- вотноводческих помещений?

61. Каким образом рассчитывают теплоснабжение животноводческих помеще- ний?

62. Поясните методику выбора вентиляторов систем вентиляции.

63. Что такое кондиционирование воздуха? Объясните основные функции и классификацию систем кондиционирования.

64. Показать процесс летнего и зимнего кондиционирования в i-d диаграмме.

65. Приведите основные понятия сушки. Расскажите о способах искусственной сушки. 22

66. Как изменяется влагосодержание, температура материала и скорость сушки в зависимости от времени сушки.

67. Поясните основные способы экономии тепловой энергии.

Читать дальше »


ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

В настоящее время считается, что все взаимодействия между физическими объектами сводятся к четырем фундаментальным взаимодействиям: гравитационному, слабому, электромагнитному, сильному. Удивительно, что сегодня, как и в древности, мы снова говорим о четырех фундаментальных причинах, вызывающих разнообразные явления в природе, называя их, правда, по-другому. Название фундаментальных взаимодействий связано с тем, что в настоящее время эти взаимодействия считаются самыми основными, не сводящимися к другим взаимодействиям. Ясно, что по мере развития знаний об окружающем мире точка зрения о фундаментальных взаимодействиях может измениться. Интересно сравнить фундаментальные взаимодействия между собой, выявить наиболее существенные признаки их проявления. Наиболее известными фундаментальными взаимодействиями по их проявлениям в повседневной жизни и природных явлениях являются гравитационные и электромагнитные. Особенностью гравитационных взаимодействий является их универсальность. В этом взаимодействии участвуют все объекты Вселенной. Первую попытку научного описания гравитационного взаимодействия сделал Ньютон. Закон всемирного тяготения устанавливает зависимость силы гравитационного взаимодействия от массы взаимодействующих тел и от расстояния между ними. В 1915 г. А. штейн в созданной им общей теории относительности рассматривает гравитацию как следствие искривления пространства—времени физическими объектами, обладающими массой. В следующем году Эйнштейн предсказывает существование гравитационных волн, переносящих энергию гравитационного поля в пространстве со временем, подобно электромагнитным волнам. Экспериментальное обнаружение гравитационных волн оказалось чрезвычайно сложной задачей. В настоящее время получены лишь косвенные подтверждения существования гравитационных волн из астрономических наблюдений за изменением периода пульсаций излучения двойных нейтронных звезд-пульсаров. В 1922 г. русский физик А. А. Фридман (1888—1925), решая уравнения Эйнштейна для гравитационных полей, нашел, что Вселенная должна со временем изменять свои размеры и в зависимости от плотности своей массы может или расширяться, или сжиматься. В 1929 г. американский астроном Хаббл экспериментально установил факт расширения Вселенной, наблюдая за движением удаленных от нас галактик. Будет ли Вселенная расширяться всегда, или расширение сменится сжатием? Ответ на этот вопрос может дать только эксперимент по определению средней плотности вещества во Вселенной. Общая теория относительности предсказывает существование таких экзотических объектов, как «черные дыры». Под этим названием подразумевают звезду с массой, превышающей массу Солнца примерно в 2 раза, которая в результате внутренних процессов, происходящих в ней на определенной стадии развития, не может противостоять катастрофическому гравитационному сжатию (коллапсу). В результате сжатия радиус звезды становится меньше так называемого гравитационного радиуса Rg, равного R=2GM/c\ где G —гравитационная постоянная; М — масса звезды; с — скорость света. При таком радиусе силы тяготения на поверхности звезды принимают такое значение, что даже свет не может их преодолеть. Звезда для внешнего наблюдателя становится невидимой, «черной». Все, что оказывается в зоне действия такой звезды, проваливается в нее, как в «черную дыру». Косвенные наблюдения за некоторыми астрономическими объектами во Вселенной позволяют сделать вывод о существовании «черных дыр»; в частности, предполагают, что в центре нашей Галактики существует весьмамассивный объект, напоминающий по своим свойствам «черную дыру». Другое фундаментальное взаимодействие играет в нашей жизни не менее существенную роль, чем гравитационное. Силы, удерживающие электроны в атомах на своих орбиталях, молекулярные силы, силы упругости, силы трения, свет, электромагнитные волны — все это проявление электромагнитного взаимодействия. Теорией электромагнитного взаимодействия являются классическая и квантовая электродинамики. Электромагнитное взаимодействие переносится фотонами — квантами электромагнитного поля. Между протонами в ядрах атомов также действует электромагнитное взаимодействие, приводящее к взаимному отталкиванию протонов. Действие между протонами одних только сил электромагнитной природы привело бы к развалу ядра, однако ежедневные наблюдения убеждают в обратном. Ядра большинства химических элементов чрезвычайно устойчивые структуры. Протоны и нейтроны удерживаются в ядрах за счет сильного взаимодействия, названного так потому, что оно в сотни раз превышает электромагнитное взаимодействие между протонами в ядре. Частицы, участвующие в сильном взаимодействии, были названы адронами (от греческого слова hadros — сильный). Проявлением сильного взаимодействия являются внутриядерные силы, действующие между нуклонами в ядре. Как отмечалось выше, ядерные силы относятся к короткодействующим силам, их радиус действия ~ Ю-15 м. Наконец, изучение процессов радиоактивного излучения привело к открытию еще одного фундаментального взаимодействия. Это взаимодействие проявляет себя при Д-распаде ядер, в результате которого наблюдается испускание электронов из ядер радиоактивных элементов. Изучение ^-распада позволило установить, что электроны появляются вследствие распада нейтрона на протон, электрон и еще одну частицу, которая сопровождает, как правило, слабые взаимодействия. Эта частица называется электронным антинейтрино. Распад нейтрона в результате слабого взаимодействия можно представить следующим образом: > = \Р +> + S* Продукт распада адрона — протон, который также является ад-роном, и две легкие частицы — лептоны, не участвующие в сильном взаимодействии. Было установлено, что превращения элементарных частиц происходят с сохранением числа адронов, которым приписывают так называемый барионный заряд, и числа лептонов, которым приписывают лептонныи заряд. Античастицы имеют отрицательные соответствующие заряды. Обращаясь еще раз к реакции распада нейтрона, можно убедиться, что барионный и лептонный заряды при ее протекании сохраняются. Переносчиками слабого взаимодействия являются частицы, которые были открыты в 80-х гг. XX в., они носят название векторных бозонов. Из перечисленных четырех фундаментальных взаимодействий самым слабым является гравитационное взаимодействие, затем по возрастанию интенсивности взаимодействий располагаются слабое, электромагнитное, сильное взаимодействия. ? Вопросы 1. Какие взаимодействия называются фундаментальными? 2. Какие взаимодействия относятся к фундаментальным? 3. Как проявляют себя фундаментальные взаимодействия? 4. Какие частицы являются переносчиками фундаментальных взаимодействий?
Читать дальше »