Уважаемый студент!

Данную работу Вы можете заказать 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

Для газовой смеси, имеющей определенный объем каждого компонента, определить:

-    объемный состав смеси;

-    массовый состав смеси;

-    удельные газовые постоянные компонентов и смеси;

-    кажущуюся молекулярную массу смеси;

-     массы и парциальные давления компонентов, при давлении смеси (Pсм, МПа), объеме смеси (м3) и температуре (tсм );

-     плотность и удельный объем компонентов и смеси при заданных и нормальных физических условиях;

-     средние теплоемкости смеси (массовую и объемную) при Р=const и V=соnst;

-   затрату теплоты на нагревание (охлаждение) смеси до t2 при P=соnst и при V=соnst.

Исходные данные взять из таблиц 1 и 2. Значения теплоемкостей в зависимости от температуры представлены в приложении Б.

 

Таблица 1 – Исходные данные к задаче №1

Первая цифра

варианта

Объем компонента, м3

О2

N2

Н2

СО2

Н2О

0

-

7

10

8

15

1

-

2

9

15

10

2

8

7

-

10

2

3

10

3

-

2

11

4

6

7

-

13

3

5

4

5

-

8

10

6

-

5

8

12

9

7

-

6

2

7

8

8

-

6

9

8

12

9

15

4

-

6

3



Таблица 2 – Исходные данные к задаче №1

Вторая цифра варианта

Температура, оС

Давление смеси, Рсм, МПа

t1

t2

0

150

600

0,20

1

200

650

0,15

2

300

900

0,30

3

400

1050

0,40

4

500

1250

0,15

5

250

650

0,30

6

150

600

0,12

7

1000

450

0,20

8

900

350

0,30

9

800

250

0,20



Задача № 3

Сухой газ массой 1 кг совершает ряд последовательных термодинамических процессов (1-2; 2-3; 3-4).

Определить:

- давление, удельный объем и температуру газа в каждой точке (1,2,3,4);

- для каждого процесса определить:

1) изменение внутренней энергии,

2) изменение энтальпии,

3) теплоту процесса,

4) термодинамическую работу расширения,

5) потенциальную работу;

- суммарное количество подведенной и отведенной теплоты и работы;

- построить в рv – координатах графическое изображение процессов.

Исходные данные взять из таблиц 6 и 7. Теплоемкости газа считать не зависящеми от температуры (приложение А, таблица А1). Удельную газовую постоянная для газа взять из приложения А (таблица А2). Изменение внутренней энергии и изменение энтальпии рассчитать по формулам, представленным в [5,6].

 

Таблица 5 - Основные формулы для определения энергетических составляющих термодинамических процессов 

Процесс

Уравнение процесса

Уравнение

Менделеева-Клайперона

для двух состояний

Термодинамическая работа

Потенциальная работа

Количество теплоты

Изобарный

p=const

 

L1-2=р(v2-v1)

L1-2=R(T2-T1)

 

 

 

Изохорный

v=const

 

L1-2=0

 

 

 

Изотермический

 

 

p1v1= p2v2

 

 

 

Адиабатный

 

р1v1к = р2v2к,

 

 

 

q1-2 = 0

Политропный

pvn = const

 

P1 v1n = P2 v2n,

 

 

 

 

 

 

 


Таблица 6 – Исходные данные для задачи № 3

Первая цифра

варианта

Р1, МПа

Т1, оС

Р2, МПа

Р3, МПа

Т4,оС

0

0,80

300

0,10

0,50

400

1

0,20

250

0,70

0,15

320

2

0,40

400

0,80

0,25

600

3

0,10

127

0,60

0,80

450

4

0,35

420

0,65

0,10

27

5

0,55

500

0,20

0,70

150

6

0,10

330

0,45

0,12

100

7

0,90

650

0,25

0,75

450

8

0,15

127

0,35

0,85

650

9

0,45

420

0,15

0,65

350

 

Таблица 7 – Исходные данные для задачи № 3

Вторая цифра

варианта

Газ

Процесс 1-2

Процесс 2-3

Процесс 3-4

0

воздух

к=1,4

Т=const

V=const

1

азот

n=1,2

V=const

Р=const

2

метан

Т=const

n=1,25

Р=const

3

водород

к=1,4

Т=const

Р=const

4

водяной пар

V=const

n=1,1

Р=const

5

гелий

n=1,15

V=const

Р=const

6

окись углерода

V=const

к=1,4

Р=const

7

двуокись углерода

Т=const

n=1,22

V=const

8

сернистый газ

к=1,29

Т=const

V=const

9

метан

Т=const

n=1,2

V=const



Задача №4

Водяной пар изменяет свое состояние в процессах 1-2-3-4-5. Процесс 1-2 изохорный, 2-3 изобарный, 3-4 изотермический, 4-5 адиабатный. Начальная степень сухости пара х1=0,9. Параметры пара в точках 1,2,3,4,5 приведены в таблице 9.

Определить:

- недостающие параметры состояния в каждой точке (p, v, t);

- изменение внутренней энергии (Δu);

- изменение энтропии (Δs);

- изменение энтальпии (Δh);

- внешнюю теплоту (q);

- работу расширения пара (l).

Использовать hs- диаграмму водяного пара (приложение Д, рисунок Д1). Результаты представить в виде таблиц 10 и 11.

 

Таблица 9 – Исходные данные к задаче №4

варианта

1

2

3

4

5

Удельный объем,

v1, м3/кг

Температура, t2 , оС

Степень

сухости, х3

Давление, Р4, МПа

Давление, Р5, МПа

1

2

3

4

5

6

1

0,05

550

1,00

0,10

0,002

2

0,20

400

0,95

0,05

1,00

3

0,30

350

0,90

0,01

0,20

4

0,003

450

1,00

0,50

0,004

5

5,00

250

0,97

0,01

0,50

6

10,00

400

1,00

0,002

0,10

7

1,50

350

0,85

0,05

2,00

1

2

3

4

5

6

8

2,00

625

0,95

0,01

0,0015

9

0,60

250

0,92

0,10

3,00

10

1,00

375

0,80

0,003

0,10

11

0,10

400

0,85

0,50

0,01

12

20,00

150

0,80

0,002

0,10

13

0,05

350

0,95

0,005

0,10

14

0,20

650

0,90

0,05

0,50

15

0,30

750

0,0,86

0,05

0,002

16

0,003

350

1,00

0,05

0,002

17

5,00

400

0,97

0,01

0,50

18

10,00

150

0,75

0,01

0,30

19

1,50

200

1,00

0,03

0,003

20

2,00

175

0,75

0,03

0,50

21

0,60

750

0,80

0,20

0,02

22

1,00

250

1,00

0,05

0,02

23

0,10

750

1,00

0,01

0,001

24

20,00

350

1,00

0,005

0,10

25

0,05

400

0,98

1,00

0,004

26

0,20

450

0,85

0,003

0,10

27

0,30

300

0,95

0,01

0,30

28

0,003

500

1,00

1,50

0,05

29

5,00

550

1,00

0,005

0,10

30

10,00

500

0,95

0,002

0,01

31

1,50

450

0,95

0,10

2,00

32

2,00

450

1,00

0,02

0,50

33

0,60

350

0,95

0,003

0,03

34

1,00

550

0,90

0,01

0,10

35

0,10

300

0,90

0,20

0,01

36

20,00

50

0,85

0,002

0,02

37

0,30

600

0,95

0,03

0,20

38

1,00

650

1,00

0,10

0,001

39

0,60

400

0,85

0,004

0,10

40

5,0

500

0,98

0,03

1,50

 

Таблица 10 – Результаты расчета задачи №4

Параметр точки

1

2

3

4

5

Давление, МПа

 

 

 

 

 

Температура, оС

 

 

 

 

 

Удельный объем, м3/кг

 

 

 

 

 

Степень сухости, х

 

 

 

 

 

Энтальпия, кДж/кг

 

 

 

 

 

Энтропия, кДж/кг∙К

 

 

 

 

 

Таблица 11- Результаты расчета задачи №4

Параметр процесса

1-2

2-3

3-4

4-5

Изменение внутренней энергии, кДж/кг

 

 

 

 

Изменение энтальпии, кДж/кг

 

 

 

 

Изменение энтропии, кДж/кг∙К

 

 

 

 

Внешняя теплота, кДж/кг

 

 

 

 

Работа расширения, кДж/кг

 

 

 

 



Задача № 5

Водяной пар, имея начальные параметры Р1 = 2 МПа и степень сухости х1= 0,9 нагревается при постоянном давлении до температуры t2 (процесс 1-2) , затем дросселируется до давления р2 (процесс 2-3 ).

При давлении Р2 пар попадает в сопло Лаваля, где расширяется до давления р3 = 0,05 МПа (процесс 3-4). Определить, используя hS-диаграмму водяного пара (приложение Д, рисунок Д1):

- количество теплоты, подведенное к пару в процессе 1-2;

- изменение внутренней энергии и конечную температуру дросселирования t3 в процессе 2-3;

-    конечные параметры и скорость пара на выходе из сопла Лаваля;

-    расход пара в процессе изоэнтропного (адиабатного) истечения 3-4, если площадь минимального сечения сопла fmin.

Все процессы показать в hS –диаграмме. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 12.

 

Таблица 12 – Исходные данные к задаче № 5

Первая цифра

варианта

t2 , оС

Вторая цифра

варианта

р2, МПа

fmin, см2

0

300

0

1,4

10

1

330

1

1,3

20

2

370

2

1,2

30

3

400

3

1,1

40

4

420

4

1,0

50

5

460

5

0,9

60

6

500

6

0,8

70

7

570

7

0,7

80

8

550

8

0,6

90

9

600

9

0,5

100



Задача № 6

Газ - воздух с начальной температурой t1 = 27°С сжимается в одноступенчатом поршневом компрессоре от давления Р1 = 0,1 МПа до давления Р2 . Сжатие может происходить по изотерме, по адиабате и по политропе с показателем политропы n. Определить для каждого из трех процессов сжатия:

- конечную температуру газа t2,0С;

- отведенную от газа теплоту Q, кВт;

- теоретическую мощность компрессора N, если его производительность G.

Дать сводную таблицу и изображение процессов в рv- и Тs-диаграммах. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 13.


Таблица 13 – Исходные данные к задаче № 6

Первая цифра

варианта

n

Вторая цифра варианта

Р2, МПа

G, 103 кг/м3

0

1,25

0

0,90

0,3

1

1,22

1

1,00

0,4

2

1,24

2

0,85

0,5

3

1,21

3

0,80

0,6

4

1,20

4

0,95

0,7

5

1,30

5

0,90

0,8

6

1,27

6

1,20

0,9

7

1,26

7

1,40

1,0

8

1,33

8

1,30

1,1

9

1,23

9

1,05

1,2




Задача № 7

Для теоретического цикла ГТУ с подводом теплоты при постоянном давлении определить:

- параметры (Р,v, t) рабочего тела (воздуха) в характерных точках цикла 1,2,3 и 4;

- подведенную и отведенную теплоту;

- работу и термический к.п.д. цикла;

- теоретическу мощность ГТУ при заданном расходе воздуха G.

Начальное давление р1 = 0,1 МПа, начальная температура t1 = 27 °С, степень повышения давления в компрессоре π , температура газа перед турбиной t3 .

Дать схему и цикл установки в рv- и Тs-диаграммах. Данные для решения задачи выбрать из таблицы 14.

 

Таблица 14 – Исходные данные к задаче № 7

Первая

цифра варианта

π1

Вторая цифра

варианта

tз ,°С

G, кг/с

0

6,0

0

700

35

1

6,5

1

725

25

2

7,0

2

750

30

3

7,5

3

775

40

4

8,0

4

700

50

5

8,5

5

725

60

6

9,0

6

750

70

7

6,5

7

775

80

8

8,0

8

800

90

9

7,0

9

850

100




Задача № 8

Водяной пар с начальным давлением р1= 5 МПа и степенью сухости х1 = 0,95 поступает в пароперегреватель, где его температура повышается на Δt; после перегревателя пар изоэнтропно (адиабатно) расширяется в турбине до давления р2. Пользуясь hs-диаграммой для водяного пара (приложение Д, рисунок Д1), определить:

- количество теплоты (на 1 кг пара), подведенной к нему в пароперегревателе;

- работу цикла Ренкина и степень сухости пара х2 в конце расширения;

- термический к.п.д. цикла;

- работу цикла, к.п.д. цикла и конечную степень сухости, если после пароперегревателя пар с давлением Р1 дросселируется до давления р’2, а затем адиабатно расширяется до давления р2.

Изобразить процессы, происходящие в паротурбинной установке в Тs- диаграмме. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 15.

 

Таблица 15 – Исходные данные к задаче № 8

Первая цифра варианта

Δt, °С

Вторая цифра

варианта

р2 , кПа

Р’2, МПа

0

250

0

3,0

0,50

1

245

1

3,5

0,45

2

260

2

4,0

0,40

3

275

3

4,5

0,30

4

260

4

5,0

0,35

5

270

5

3,5

0,20

6

280

6

3,0

0,25

7

290

7

3,5

0,30

8

310

8

4,0

0,35

9

330

9

4,5

0,40



Задача № 9

Пар - фреон-12 при температуре t1 поступает в компрессор, где адиабатно сжимается до давления, при котором его температура становится равной t2, а степень сухости пара х2 = 1. Из компрессора фреон поступает в конденсатор, где при постоянном давлении обращается в жидкость при температуре кипения, после чего адиабатно расширяется в дросселе до температуры t4 = t1. Холодопроизводительность установки Q.

Определить:

- холодильный коэффициент установки;

- массовый расход фреона;

- теоретическую мощность привода компрессора.

Изобразите схему установки и ее цикл в Тs- и hs- диаграммах. Данные для решения задачи выбрать из таблицы 16. Задачу решить с помощью таблицы параметров насыщенного пара фреона-12 (приложение Б, таблица Б1).

 

Таблица 16 – Исходные данные к задаче № 9

Первая цифра шифра

Q,кВт

Вторая цифра шифра

t 1, °С

t 2, °С

0

270

0

-15

10

1

240

1

-10

10

2

250

2

-15

25

3

280

3

-20

20

4

300

4

-20

15

5

260

5

-20

30

6

190

6

-15

15

7

170

7

-10

15

8

200

8

-15

20

9

150

9

-20

25