Перечень практических заданий, выносимых на государственный экзамен

Б3.Б.6 «Гидрогазодинамика»

1. ЗАДАЧА. Из расходного бака вытекает вода при постоянном уровне. Определить скорость истечения и расход воды через круглое отверстие в стенке диаметром 12 мм. Уровень воды над отверстием составляет 3 м. Потерями пренебречь.

2. ЗАДАЧА. Определить необходимую высоту дымовой трубы, если она должна создавать разрежение 50 мм вод. ст. при средней температуре дымовых газов 400 ⁰С и температуре окружающего воздуха 0 ⁰С. Плотность дымовых газов при нормальных условиях принять 1, 27 кг/ м³.

3. ЗАДАЧА. В отопительной системе небольшого дома содержится вода в объеме 0, 5 м³. Сколько воды войдет дополнительно в расширительный бак при ее нагревании от температуры 15 ⁰С до температуры 85 ⁰С? Температурный коэффициент объемного расширения воды принять b_t = 0, 0006 К^-1.

4. ЗАДАЧА. Вода при температуре 20 ⁰С движется по трубопроводу диаметром 20 мм. Определить режим течения жидкости, если объемный расход составляет 0, 01 м³/сек. Кинематическая вязкость воды при данной температуре 1, 01^. 10^-6 м²/сек.

ЗАДАЧА. Определить потери давления на трение при течении воды по трубопроводу диаметром 60 мм, длиной 150 м. Скорость воды составляет 2 м/сек. Кинематическую вязкость воды принять при температуре 20 ⁰С равной 1, 01^. 10^-6 м²/сек.

Б3.Б.7 «Техническая термодинамика»

6. ЗАДАЧА. Рассчитать молекулярную массу смеси идеальных газов и ее газовую постоянную, если задан следующий объемный состав смеси: СО₂ = 10, 2%, О₂ = 6, 8%, N₂ = 82%, SО ₂= 1%.

ЗАДАЧА. Найти изменение энтропии 3 кг углекислого газа при нагревании его от температуры t₁ = 20 °С до температуры t₂ = 220 °С в изобарном процессе. Изобарная массовая теплоемкость углекислого газа С _Р = 0, 862 кДж/кг К. Изобразить процесс в PV и TS - диаграммах.

ЗАДАЧА. Найти изменение энтропии 2 кг азота при нагревании его от температуры t₁ = 10 °С до температуры t₂ = 350 °С в изохорном процессе. Изобарная массовая теплоемкость азота С _Р = 1, 048 кДж/кг К. Изобразить процесс в TS - диаграмме.

ЗАДАЧА. 1 кг воздуха при давлении Р₁ = 0, 5 МПа и температуре t₁ = 140 °С расширяется политропно до давления Р₂ = 0, 1 МПа. Определить конечные параметры воздуха и полученную работу расширения, если показатель политропы n = 1, 25. Изобразить процесс в PV - диаграмме. Показать графически работу.

ЗАДАЧА. В баллоне емкостью V = 8 м³ находится кислород под давлением P₁ = 50 бар, имеющий температуру t₁ = 27°С. Какое количество кислорода (кг) было израсходовано, если давление газа упало до P₂ = 20 бар, а температура понизилась до t₂ = 17°С?

ЗАДАЧА. 1 кг воздуха совершает цикл Карно в пределах температур T_{гор. ист.} = 673 К и Т_{хол. ист.} = 293 К, причем наивысшее давление составляет 4, 5 МПа, а наинизшее 0, 15 МПа. Определить количество подведенной и отведенной теплоты и термический КПД цикла. Изобразить цикл в TS - диаграмме.

ЗАДАЧА. В поршневом компрессоре сжимается воздух, имеющий давление Р₁ = 0, 1 МПа и температуру t₁ = 17 °С. Процесс сжатия адиабатный. Давление в конце сжатия Р₂ = 0, 6 МПа. Изобарная массовая теплоемкость воздуха С _Р = 1, 021 кДж/кг К. Определить работу, затраченную на сжатие 1 кг воздуха. Изобразить процесс сжатия в PV - диаграмме.

ЗАДАЧА. В поршневом компрессоре сжимается воздух, имеющий давление Р₁ = 0, 1 МПа и температуру t₁ = 17 °С. Процесс сжатия политропный с показателем политропы n = 1, 28. Давление в конце сжатия Р₂ = 0, 7 МПа. Определить работу, затраченную на сжатие 1 кг воздуха. Изобразить процесс сжатия в PV - диаграмме.

Б3.Б.8 «Тепломассообмен»

ЗАДАЧА. Оконный стеклопакет состоит из трех слоев стекла толщиной по 4 мм каждый. Между стеклами находятся слои сухого неподвижного воздуха толщиной 10 мм. Площадь поверхности окна 3 м². Разность температур на внешних поверхностях стекол 30 ⁰С. Определить потери теплоты через окно, если коэффициенты теплопроводности стекла λ _ст = 0, 74 Вт/м^. К, воздуха λ _возд = 2, 45 ^.10^–2Вт/ м^.К.

15. ЗАДАЧА. Определить плотность теплового потока (q, Вт/м²) в процессе теплопередачи от дымовых газов к кипящей пароводяной смеси через стальную стенку толщиной δ = 8 мм. Температура газов t₁ = 1000 ⁰C, температура смеси t₂ = 200 ⁰C. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке α ₁ = 40 Вт/м^2.К, от стенки к пароводяной смеси α ₂ = 4000 Вт/м^2.К, коэффициент теплопроводности стенки λ = 40 Вт/м^.К. Рассчитать также температуры стенки с обеих сторон t_с1 и t_с2.

ЗАДАЧА: Какую толщину должна иметь изоляция, если ее наложить на плоскую стальную стенку толщиной 20 мм, чтобы тепловые потери уменьшились в два раза. Коэффициент теплопроводности стали λ _м = 40 Вт/м К, а материала изоляции λ _и = 0, 125 Вт/м К, коэффициент теплоотдачи с одной стороны стенки α ₁ = 500 Вт/м² К, а с другой α ₂ = 80 Вт/м² К.

17. ЗАДАЧА. По чугунному трубопроводу диаметром d₂= 50 мм, d₁ = 44 мм движется пар с температурой 315 ⁰С. Коэффициент теплоотдачи от пара к трубе α ₁ =120 Вт/м^2.К. Температура окружающего воздуха 20 ⁰С, коэффициент теплоотдачи α ₂ = 12 Вт/м² ^.К.

Найти тепловые потери, если трубопровод изолирован слоем пеношамота δ = 50 мм. λ _{пеношамота}= 0, 3 Вт/м К, λ _чугуна = 90 Вт/м ^.К.

ЗАДАЧА. Для уменьшения потерь теплоты от паропровода диаметром d₂= 25 мм предлагаются изоляционные материалы: асбест λ = 0, 151 Вт/м^.К, стекловата λ = 0, 047 Вт/м^.К. Какой материал целесообразнее принять в качестве изоляции, если коэффициент теплоотдачи к окружающей среде α ₂ = 8 Вт/м^2.К.

19. ЗАДАЧА. Определить средний коэффициент теплоотдачи в трубе водоподогревателя, если внутренний диаметр трубы d = 32 мм, длина трубы ŀ = 2 м. Средняя скорость воды W = 0, 5 м/с, температура воды до и после водоподогревателя t^'_В = 120 ⁰C; t^"_В = 160 ⁰C, температура поверхности трубы t_с = 180 ^оС.

20. ЗАДАЧА. Вертикальная стенка высотой 2, 5 м охлаждается свободным потоком воздуха. Средняя температура поверхности стенки t_c = 60 ⁰C, температура воздуха t₀ = 10 ⁰С. Определить коэффициент теплоотдачи, если λ _ж = 2, 4 ^.10^-2 Вт/м ^.К, ν _ж = 14, 2 ^.10 ^-6 м²/с, Рr_ж = 0, 705.

21. ЗАДАЧА. Тело, поверхность которого F₁ = 0, 6 м², степень черноты ε ₁ = 0, 9 и средняя температура t₁= 500 ⁰С, нагревается в печи, поверхность стен которой имеет температуру t₂ = 1400 ⁰С, F₂ = 3 м², ε ₂ = 0, 8. Определить результирующий тепловой поток.

ЗАДАЧА. Во сколько раз изменится приведенная поглощательная способность, если между двумя плоскопараллельными поверхностями (А₁ = 0, 7; А₂ = 0, 8) поместить один экран, имеющий отражательную способность R = 0, 5.

Б3.В.ОД.3 «Источники и системы теплоснабжения »

ЗАДАЧА. Рассчитать температуру в конце паропровода с учетом тепловых потерь по длине. Температура пара в начале паропровода t₁ = 200°C. Расход пара G = 32, 5 кг/с.

Длина паропровода L = 1500 м. Полное термическое сопротивление R = 0, 85 м× К/Вт.

Средняя теплоемкость пара при температуре t₁: С_р = 2400 Дж/(кг× К). Температура наружного воздуха t₀ = 5°C.

ЗАДАЧА. Определить удельное линейное падение давления для воды с температурой t =75⁰C, проходящей по трубопроводу d = 100 мм со скоростью W = 0, 2 м/с. Эквивалентная шероховатость трубопровода k_э = 0, 5 мм.

ЗАДАЧА. Определить тепловые потери и количество выпадающего конденсата для изолированного паропровода насыщенного пара, проложенного на открытом воздухе. Данные для расчета следующие: d_н/ d_в = 219/207 мм; ℓ = 500 м; Р = 0, 6 мПа (абс.);

δ _из = 75 мм; λ _из = 0, 12 Вт/м град; t₀= -30 ⁰C.

При расчете принять коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху

α = 23 Вт/м²град. Местные тепловые потери учесть коэффициентом β = 0, 25.

ЗАДАЧА. Определить тепловые потери и падение температуры воды для однотрубного изолированного теплопровода дальнего теплоснабжения, проложенного бесканально, по следующим данным: d_н/ d_в = 920/898 мм; ℓ = 40 км; G = 1000 кг/с; t₁ = 180 ⁰C; температура воздуха t₀ = 5 ⁰C; δ _из = 80 мм; λ _из = 0, 12 Вт/мград; h = 1, 8 м; λ _гр = 1, 8 Вт/мград.

Для определения толщины фиктивного слоя грунта коэффициент теплоотдачи от поверхности земли к наружному воздуху принять α = 18 Вт/м²град.

Местные тепловые потери учесть коэффициентом β = 0, 2.

Б3.В.ОД.5 «Тепломассообменное оборудование предприятий»

ЗАДАЧА. Определить расход греющего пара и поверхность нагрева пароводяного теплообменника, если известны расход нагреваемой воды G = 2, 6 кг/с, давление греющего сухого насыщенного пара Р = 0, 12 МПа, температура нагреваемой воды на входе в теплообменник = 5 °С, температура нагреваемой воды на выходе из теплообменника = 55 °С, коэффициент теплопередачи k =1, 2 кВт/м²× К. Коэффициент, учитывающий потери теплоты теплообменником в окружающую среду, принять η =0, 97.

28. ЗАДАЧА.Определить площадь поверхности нагрева водо-водяного теплообменника типа «труба в трубе». Греющая вода движется по внутренней стальной трубе и имеет температуру на входе t'_ж1 = 95 °С. Расход греющей воды G₁ = 2100 кг/ч. Нагреваемая вода движется противотоком по кольцевому каналу между трубами и нагревается от t'_ж2 = 15°С до t^"_ж2 = 55°С. Расход нагреваемой воды G₂ = 3000 кг/ч. Коэффициент теплопередачи в теплообменнике принять равным k = 1800 Вт/м²× К. Потерями теплоты через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь.

ЗАДАЧА. В процессе сушки влажного материала из него удаляется 100 кг/ч влаги. Начальное состояние воздуха (до калорифера): t₀ = 10 °C; j₀ = 0, 7, на выходе из сушилки: t₂ = 44 °C; j₂ = 0, 5.

Определить расход сухого воздуха и теплоты в теоретическом процессе сушки, а также параметры сушильного агента после калорифера.

ЗАДАЧА. В сушилку поступает смесь

дымовых газов с параметрами t₁ = 1000°C и d ₁ = 60 г/кг в количестве 60%

и атмосферного воздуха с параметрами t₀ = 25°C и φ ₀ = 0, 6 в количестве 40%.

Температура сушильного агента на выходе из сушилки t₂ = 120°C.

Определить: - параметры смеси на входе в сушилку d _см, t_см, Н_см;

удельный расход сушильного агента;

расход теплоты на сушку.

Учебно-методическое обеспечение

1. Семенова Т.П., Тартаковский Ю.И. Гидрогазодинамика: Конспект лекций. ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2011. Гос. регистрация №032112258.

2. Теплотехника: учебник / В.Н. Луканин, М.Г.Шатров, Г.М. Камфер и др.; под ред. В.Н. Луканина – 6-е изд. стер. – М.: Высшая школа, 2008. – 671 с.

3. Кудинов А.А. Тепломассообмен [Электронный ресурс]: Учебное пособие / А.А. Кудинов - М.: ИНФРА-М, 2012. - 375 с. Электронно-библиотечная система. – Режим доступа: http: //www.magtu.ru//. – http: //znanium.com/. – Загл. с экрана.

4. Цветков, Ф.Ф. Тепломассообмен [Текст]: учеб.пособие / Ф.Ф.Цветков, Б.А. Григорьев - М.: МЭИ, 2005. – 549 с.: ил.

5. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Издательский дом МЭИ, 2006. - 472с.

6. Морозов А.П., Трубицына Г.Н. Теплогенерирующие установки. Котельные установки и парогенераторы: учебное. пособие. Магнитогорск: МГТУ, 2010. – 275 с.

7. Осколков С.В. Тепломассообменное оборудование предприятий: конспект лекций по дисциплине: учебное пособие (© 2010 ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова», © 2010 Осколков С.В.). Номер гос. регистрации 0321000329 от 02.03.2010.

8. Кудинов, А. А. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях [Электронный ресурс]: учебник / А. А. Кудинов, С. К. Зиганшина. - М.: Машиностроение, 2011. - 374 с. Электронно-библиотечная система. – Режим доступа: http: //www.magtu.ru//. – http: //znanium.com/. – Загл. с экрана.

Монтаж газораспределительных систем: Учебное пособие / В.И. Краснов. - М.: НИЦ Инфра-М, 2012. - 309 с.

http: //znanium.com/ Заглавие с экрана

3. Порядок подготовки и защиты выпускной квалификационной работы

Выполнение выпускной квалификационной работы является частью государственной итоговой аттестации и завершающим звеном профессиональной подготовки бакалавра.

При выполнении выпускной квалификационной работы, обучающиеся должны показать свою способность и умение, опираясь на полученные углубленные знания, умения и сформированные общекультурные и профессиональные компетенции, самостоятельно решать на современном уровне задачи своей профессиональной деятельности, профессионально излагать специальную информацию, научно аргументировать и защищать свою точку зрения.

Студент, выполняющий выпускную квалификационную работу, должен показать свои способности и умение:

– определять и формулировать проблему исследования с учетом ее актуальности;

– ставить цели исследования и определять задачи, необходимые для их достижения;

– анализировать и обобщать теоретический и эмпирический материал по теме исследования, выявлять противоречия, делать выводы;

– применять теоретические знания при решении практических задач;

– делать заключение по теме исследования, обозначать перспективы дальнейшего изучения исследуемого вопроса;

- оформлять работу в соответствии с установленными стандартами, техническими условиями и другими нормативными документами;

- выполнять термодинамический анализ циклов тепловых машин с целью оптимизации их рабочих характеристик и максимизации КПД;

- рассчитывать температурные поля (поля концентраций веществ) в потоках технологических жидкостей и газов, в элементах конструкций тепловых и теплотехнологических установок с целью интенсификации процессов тепломассообмена, обеспечения нормального температурного режима работы элементов оборудования и минимизации потерь теплоты; рассчитывать передаваемые тепловые потоки;

- оценивать потенциал энергосбережения на объекте деятельности; планировать мероприятия по энергосбережению и оценивать их экологическую и экономическую эффективность;

- составлять и рассчитывать тепловые схемы источников теплоснабжения, выбирать их оборудование, режимы работы; использовать вторичные энергетические ресурсы предприятий для генерации теплоты и электроэнергии;

- анализировать материальные и тепловые балансы котельных агрегатов, рассчитывать оптимальные тепловосприятия и надежность движения рабочих веществ в элементах котельных установок; обеспечивать надежную и экономичную работу основного и вспомогательного оборудования, разрабатывать мероприятия по защите окружающей среды;

- рационально выбирать конструкции, выполнять технологические расчеты тепломассообменных установок для определенных процессов, применять методы целесообразной промышленной эксплуатации их, направленные на достижение максимальной производительности при минимальных затратах и высоком качестве готовой продукции.

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒