15 Газовые циклы

15.31 7 кг углекислого газа участвуют в цикле Карно причем Т₁=1200 К и t₃=277 ºC, высшее давление цикла составляет 8,8·10³ кПа, а низшее – 1020 мм рт. ст.

Определить параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла, количество подведенного тепла и работу цикла.

Ответ: V₁=0,180 м³, V₂=0,352 м³, V₃=5,195 м³, V₄=2,424 м³, р₂=4,5·106 Па, р₄=0,3 МПа, η_t=0,54, Q₁=1064 кДж, Q₂=554 кДж, L₀=510 кДж.

15.32 Определить начальные конечные параметры состояния (р, υ, Т), теплоту q и работу l расширения для каждого процесса, из которых состоит цикл. Для цикла в целом определить подведённую q₁ и отведённую q₂ теплоту, работу цикла l_ц и термический КПД η_t, считая рабочим телом воздух в идеально — газовом состоянии с постоянной теплоёмкостью. Изобразить цикл в p,υ — диаграмме.

Таблица 1 – Исходные данные

Процесс

1-2

p₂/p₁

Процесс

2-3

Процесс

3-1

p₁, МПа

t₁, ºC

T=const

0,12

V=const

q_3-1=0

800

Ответ: υ₁=0,103 м³/кг, р₂=0,36 МПа, υ₂=0,855 м³/кг, υ₃=0,855 м³/кг, р₃=0,155 МПа, Т₃=462 К, q₁=653 кДж/кг, q₂=-442 кДж/кг, l_ц=211 кДж/кг, η_t=32 %.

15.33 Для цикла Карно определить параметры всех переходных точек цикла, подведенную и отведенную теплоту, а также термический КПД цикла, если заданы значения граничных абсолютных давлений p_max и p_min и температур t_max и t_min. Рабочим телом является 1 кг сухого воздуха.

Таблица 2 – Числовые данные к задачам

Последняя цифра номера зачетной книжки 0
p_max, МПа	p_min, МПа	t_max, ºC	t_min, ºC
3	0,1	330	5

Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Методические указания.pdf

Все задачи из: Бронникова Е.М. Матвиенко А.С. Термодинамика и теплопередача ИрГУПС 2015

15.34 Один килограмм воздуха с начальными параметрами t₁=0 ºC, р₁=0,9 бар адиабатически сжимается до давления 8 бар, затем в изобарном процессе к нему подводится 800 кДж тепла, после чего воздух расширяется в политропном процессе до первоначальных параметров.

Определить показатель политропы, параметры в характерных точках, изменение энтальпии, энтропии, внутренней энергии, количества тепла и работу в каждом из процессов.

Определить также термический КПД и работу цикла.

15.35 В цикле Карно температура горячего источника t′=427 ºC, температура холодного источника t″=27 ºC, давление воздуха в начале цикла 2 МПа, а в конце адиабатного расширения – 0,1 МПа. Определить (в расчете на 1 кг воздуха) параметры состояния воздуха в характерных точках цикла, работу, термический КПД цикла и количество подведенной и отведенной теплоты.

Ответ: υ₁=0,101 м³/кг, Т₂=700 К, р₂=1,9 МПа, υ₂=0,106 м³/кг, р₃=0,1 МПа, Т₃=300 К, υ₃=0,861 м³/кг, Т₄=300 К, р₄=0,103 МПа, υ₄=0,836 м³/кг, η_t=57 %, q₁=9,707 кДж/кг, q₂=2,537 кДж/кг, l₀=7,170 кДж/кг.

15.36 Расчет газового цикла

Вариант 3

Для цикла, изображенного в р-υ координатах

Требуется определить:

а) параметры р, υ, Т в характерных точках цикла;

б) работу l, изменения: внутренней энергии Δu, энтальпии Δh, энтропии Δs рабочего тела во всех процессах цикла;

в) теплоту q всех процессов цикла;

г) термический КПД цикла и термический КПД цикла Карно η_tK, построенного в том же интервале температур.

Полученные данные поместить в таблицы.

Построить цикл в р-υ и T-s координатах в масштабе с расчетом параметров процессов в 2-3 промежуточных точках.

Таблица 1 — Исходные данные

№	р₁, бар	υ₁, м³/кг	р₃, бар	Т₂, К	раб. тело
1	2	0,45	13,2	517	возд.

Варианты задачи: 3, 4.

Методические указания.pdf

Оформление готовой работы

ВУЗ: ЮУрГУ

Все задачи из: Теплотехника. Расчет термодинамических циклов ЮУрГУ

15.37 Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно, термический КПД которого 40%. Температура теплоприемника 0 градусов по Цельсию. Найти температуру теплоотдатчика и работу изотермического сжатия, если работа изотермического расширения 8 Дж.

Ответ: t₁ = 182ºС, L₂ = 4,8 Дж.

15.38 1 кг сухого воздуха в прямом обратимом цикле Карно совершает полезную работу l₀. Максимальное абсолютное давление воздуха 10 МПа и соответствующая абсолютная температура 1200 К. В цикле к газу подводится теплота q₁. Минимальное давление в цикле 0,1 МПа. Определить термический КПД и основные параметры во всех переходных точках цикла. Изобразить цикл в рυ— и Ts — координатах. Газовую постоянную принять R = 287 Дж/(кг·К).

Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Термодинамика

Предпоследняя цифра учебного шифра	q₁, кДж/кг	l₀, кДж/кг
1	30	20

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТОГУ

Все задачи из: Гидравлика и теплотехника ТОГУ Хабаровск 2020

15.39 На рис. 62 показан процесс работы двигателя, в котором рабочим телом является сжатый воздух.

Определить необходимый массовый расход воздуха, если теоретическая мощность воздушного двигателя N = 10 кВт. Начальные параметры воздуха: р₁ = 1 МПа и t₁ = 15 ºС. Процесс расширения воздуха принять политропным с показателем m = 1,3. Конечное давление воздуха р₂ = 0,1 МПа.