10 Политропные процессы
10.41 До какого давления надо сжать воздух в политропном процессе со средним показателем n=1,3 в цилиндре двигателя внутреннего сгорания (дизеля) при начальном абсолютном давлении р1 и температуре t1, чтобы достигнуть температуры воспламенения топлива 650 ºC? Определить также работу, затрачиваемую на сжатие, и количество отводимой теплоты, отнесенных к 1 кг воздуха. Теплоемкость воздуха считать не зависящей от температуры.
Таблица 2 – Числовые данные к задачам
| Последняя цифра номера зачетной книжки | р, МПа | t, ºС |
| 0 | 95 | 107 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
ВУЗ: ИрГУПС
10.42 Найти удельную работу сжатия в политропическом процессе, теплоемкости при постоянном объеме и давлении.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | Вид газа | Начальное давление р1, МПа | Начальная температура Т1, К | ε | k |
| 7 | N2 | 0,6 | 340 | 17 | 1,2 |
10.43 (Вариант 23) 1 кг газа при давлении р1, МПа и температуре t1, ºC политропно расширяется до давления р2, МПа. Определить параметры воздуха в конечном состоянии, изменение внутренней энергии и полученную работу, если показатель политропы n.
Таблица 1 – Исходные данные
| Газ | р1, МПа | р2, МПа | t1, ºC | n |
| Азот | 0,3 | 0,03 | 110 | 1,4 |
10.44 В политропном процессе заданы начальные параметры 1 кг воздуха: р1=0,1 МПа, t1=0 ºC, и конечные: р2=0,8 МПа и υ2=0,14 м³/кг. Определить показатель политропы, количество теплоты и изменение энтропии в процессе.
10.45 СО2 при р1=0,8 МПа и t1=500 ºC занимает объем 0,15 м³. В политропном процессе (n=1,11) объем газа увеличивается до 0,5 м³. Определить конечные температуру и давление газа, теплоту и работу расширения процесса. СО2 считать идеальным газом. Представить процесс в pV- и TS — координатах.
10.46 «Расчет политропного процессе»
Определить все параметры газа (р, υ, Т, h, s) в начале и конце политропного процесса сжатия с показателем политропы n, если известно, что начальное давление было р1 и температура t1, а в конце процесса температура газа стала t2.
Рассчитать также изменение внутренней энергии ΔU, энтальпии ΔН и энтропии ΔS за процесс, учитывая, что масса газа m. Зависимость теплоемкости сυ от температуры принимать линейной, выбирая константы интерполяционной формулы, пользуясь приложением (Таблица П7).
Изобразить процесс (в произвольном масштабе) на рυ— и Ts-диаграммах. Исходные данные для решения задачи принимать по табл. 2.6.
Таблица 2.6
Исходные данные по вариантам
| Вариант | m, кг | n | р1, МПа | Газ | t1, ºС | t2, ºС |
| 30 | 10 | 0,0 | 9,0 | СО | 200 | 700 |
10.47 2 м³ воздуха при давлении р1=0,2 МПа и температуре t1=40 ºC сжимаются до давления р2=1,1 МПа и объема V2=0,5 м³.
Определить показатель политропы, работу сжатия и количество отведенной теплоты.
Ответ: n=1,23, L=-652 кДж, Q=-281 кДж.
Все задачи из: Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
10.48 (Вариант 62) М кг газовой смеси изменяет свои параметры термодинамическим процессом с показателем политропы n. Определить работу, совершенную в процессе, подведенную (или отведенную) теплоту, изменение сложных параметров, а также теплоемкость и коэффициент распределения тепла в процессе, если задан состав смеси (массовый или объемный) и некоторые параметры начального и конечного состояний. Изобразить процесс в диаграммах p,V и T,S. Численные значения для решения задачи приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1 Варианты заданий к задаче 1
| М, кг | n | р1, МПа | Состав смеси, % | |||
| Не | О2 | СН4 | СО | |||
| 1,2 | 0,9 | 0,12 | 10 | 30 | 29 | 31 |
Продолжение таблицы 5.1
| Способ задания смеси | Т1, К | р2, МПа |
| объемный | 275 | 1,10 |
Все задачи из: Трофимов М. А. Теплотехника Костромская ГСХА 2015
10.49 Воздух, масса которого М кг, имеет начальные параметры: давление р1 и температуру t1. После политропного изменения состояния: температура t2, давление p2. Определить характер процесса (сжатие или расширение), начальный и конечный объем V1 и V2, показатель политропы n, работу, количество подведенного или отведенного тепла, изменение внутренней энергии, энтропии газа. Определить эти же параметры, если изменение состояния рабочего тела происходит по изобаре (p=const) и изотерме (T=const) до того же конечного объема V2. Составить сводную таблицу результатов расчета и провести анализ полученных данных. Изобразить процессы на pV- и Ts — диаграммах.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант 56 | ||||
| Начальная температура t1, ºC |
Начальное давление р1, МПа |
Масса газа М, кг |
Конечное давление р2, МПа |
Конечная температура t2, ºC |
| 17 | 0,12 | 16 | 0,6 | 140 |
10.50 Воздух в количестве 3 м³ расширяется политропно от давления 0,54 МПа и температуры 45 ºС до давления 0,15 МПа. Объем, занимаемый при этом воздухом, становится равным 10 м³. Найти конечную температуру, полученную работу и количество подведенной теплоты, если показатель политропы равен 1,064.
