Уважаемый студент!

Данная работа не готова, но Вы можете заказать ее у нас за символическую цену, связавшись с нами любым удобным для Вас способом:

Мы ответим Вам в самое ближайшее время. Всегда рады помочь!

Задача 1. Смесь, состоящая из m1, кг азота и m2, кг водорода, имея начальные параметры: давление p1=5 MПа и температуру t1=270C, расширяется при постоянном давлении до обьема V2= ρV1, затем смесь расширяется в политропном процессе с показателем политропы n , V3=δV2.

Определить газовую постоянную смеси, ее начальный объём V1, плотность при нормальных условиях, параметры смеси в состояниях 2 и 3, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии, количества теплоты и работы расширения процессов  1-2 и 2-3. Изобразить процессы в pυ- и Тs- диаграммах, нанести также изотерму и адиабату расширения, проходящие через   точку 2.

 

Данные для решения задачи выбрать из таблицы 1

Т а б л и ц а 1

Последн. цифра шифра

 

m1,кг

 

m2, кг

 

ρ=V2/V1

 

 

n

 

δ=V3/V2

0

2

18

3,5

 

1,20

20

1

3

17

4,0

 

1,25

11

2

4

16

4,5

 

1,30

7

3

5

15

5,0

 

1,35

5,5

4

6

14

5,5

 

1,45

3,8

5

7

13

5,0

 

1,50

3,3

6

8

12

4,5

 

1,45

3,5

7

9

11

4,0

 

1,35

6,5

8

10

10

3,5

 

1,30

8,0

9

11

9

3,0

 

1,20

11

П р и м е ч а н и е. Теплоемкость газов N2 и H2 принять   зависящими от температуры, их численные значения выбрать из таблицы в приложении.

Задача 2. Смесь газов, заданная массовыми долями, с начальной температурой t1=270С сжимается в одноступенчатом поршневом компрессоре от давления p1=0,1 MПа до давления p2.

Сжатие может проходить по изотерме, адиабате и политропе с показателем политропы n.

Определить для каждого из трех процессов сжатия конечную температуру t2, отведенное от смеси количество теплоты, изменение внутренней энергии и энтропии смеси, а также теоретическую мощность компрессора, если его подача G, кг/ч. Представить свободную таблицу результатов расчетов и изображение процессов сжатия в pυ- и Ts- диаграммах. Данные для решения задачи выбрать из таблицы 2.

П р и м е ч а н и е .Расчет провести без учета зависимости теплоемкости газов от температуры.

 Т а б л и ц а 2

Посл. цифр. шифр.

Массовые доли компонентов газовой смеси

 

n

 

p2, MПа

 

10-3,

кг/ч

O2

N2

CO

2

H 2О

H2

0

0,2

0,8

 

 

 

 

1,25

0,9

0,3

1

 

 

0,5

0,5

 

 

1,22

1,0

0,4

2

0,7

 

0,3

 

 

 

1,30

0,85

0,5

3

 

0,6

 

0,4

 

 

1,28

0,8

0,6

4

 

 

 

0,5

0,5

 

1,20

0,95

0,7

5

 

0,2

 

 

 

0,8

1,23

0,9

0,8

6

 

 

0,4

 

 

0,6

1,27

0,85

0,9

7

 

 

0,8

0,2

 

 

1,26

0,9

1,0

8

 

0,9

 

 

 

0,1

1,33

0,8

1,1

9

 

0,5

 

0,5

 

 

1,21

0,85

1,2

Ответить на вопросы.

1.В каком из процессов сжатия мощность, затрачиваемая на привод компрессора, будет больше?

2.Какое количество воды необходимо прокачивать через рубашку цилиндра при сжатии газа по изотерме и политропе, если температура воды при этом повышается на 200С?

 

Задача 3. Сухой насыщенный водяной пар с начальным давлением p1=10 MПа поступает в пароперегреватель, где его температура изобарно повышается на Δt, 0С; после чего пар адиабатно расширяется в турбине до давления р3. Пользуясь is-диаграммой водяного пара, определить (в расчете на 1 кг пара) количество теплоты, подведенной в пароперегреватель, степень сухости пара в конце процесса расширения x3, работу цикла Ренкина, термический КПД цикла и удельный расход пара. Определить работу цикла и конечную степень сухости пара, если после пароперегревателя пар дросселируется до давления р2.

Данные для решения задачи выбрать из таблицы 3.

 Т а б л и ц а 3

Посл. цифр. шифр.

 

Δt,   0С

 

р3, кПа

р′2, кПа

Посл. цифр. шифр.

Δt, 0С

р3, кПа

р′2, кПа

0

200

 

3,5

2,5

5

250

4,0

1,8

1

210

 

4,0

2,0

6

260

4,5

2,4

2

220

 

4,5

1,5

7

270

3,5

1,9

3

230

 

3,5

1,0

8

280

4,0

1,2

4

240

 

4,5

2,3

9

290

3,5

1,6

Ответить на вопросы.

1.Как влияют начальные давление и температура перегретого пара, а также процесс дросселирования на величину конечной степени сухости при адиабатном истечении пара через сопло?

2.Как влияет промежуточный перегрев пара на значение конечной степени сухости при истечении пара?

Ответы иллюстрировать изображением процессов в is-диаграмме.

 

Задача 4. Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном давлении или постоянном объеме определить параметры рабочего тела в характерных точках цикла, полную работу, количество подведенной и отведенной теплоты, термических КПД цикла. Изобразить цикл двигателя в p-v и T-s диаграммах. Константы рабочего тела (продуктов сгорания) принять по воздуху. Удельную теплоемкость воздуха принять независящей от температуры и равной cp = 1,04 кДж/(кг·К), k = cp / cV = 1,4.

Начальное давление p1 принять равным атмосферному, начальную температуру t1 – равной температуре окружающего воздуха.

Данные для решения задачи выбрать из табл. 1.

О т в е т и т ь   н а   в о п р о с ы:

  1. Как влияет степень сжатия на термический КПД цикла?
  2. КПД какого цикла (при p = const или v = const) больше при одинаковых степенях сжатия? Ответы иллюстрировать изображением циклов в p-v и T-s диаграммах.
  3. Как изменится КПД ДВС с уменьшением показателя адиабаты k?

 

Таблица 1   

Посл. цифр. шифр.

Степень

сжатия

ε

Степень

предварит.

расширения

ρ

Степень

повышения давления

λ

 

Температура окружающего воздуха,

°С

Атмосферное давление,

мм рт. ст.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

4

5

6

7

8

2,0

2,2

2,8

3,2

3,3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1,8

2,5

3,0

3,3

3,6

 

5

5

10

10

15

15

20

20

25

25

750

750

740

740

730

730

760

760

745

745

 

Задача 5. Для идеального цикла газотурбинной установки с подводом теплоты при постоянном давлении или постоянном объеме определить параметры рабочего тела в характерных точках цикла, степень сжатия, полную работу, количество подведенной и отведенной теплоты, термический КПД цикла. Изобразить цикл в p-v и T-s диаграммах.

Константы рабочего тела (продуктов сгорания) принять по воздуху. Удельную теплоемкость воздуха принять независящей от температуры и равной cp = 1,04 кДж/(кг·К), k = cp / cV = 1,4.

Начальное давление p1 принять равным атмосферному давлению, начальную температуру t1 – равной температуре окружающего воздуха, степень повышения давления π, температуру газа перед турбиной t3.

Данные для решения задачи выбрать из табл. 2.

    О т в е т и т ь   н а   в о п р о с ы:

  1. Как влияет температура газа перед турбиной t3 на мощность ГТУ?
  2. Как влияет на КПД ГТУ степень повышения давления? Ответы иллюстрировать изображением циклов в p-v и T-s диаграммах.
  3. Чем ограничивается максимальная температура газов перед турбиной?

Таблица 2

Посл. цифр. шифр.

Степень

повышения

давления

π

Температура

газа перед

турбиной,

°С

Атмосферное давление,

мм рт. ст.

 

Температура окружающего воздуха,

°С

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

9,5

600

620

650

680

700

720

740

760

780

800

735

735

740

745

750

755

760

760

740

735

 

17

20

25

10

15

17

22

19

24

18