Вахрамеев Е.И. Техническая термодинамика 2013
3.51 (Вариант 21) Произвести расчет термодинамических параметров газовой смеси, совершающей изобарное расширение до объема V2, если известны начальная температура t1, начальное давление p1 и масса смеси m.
Определить: газовую постоянную и кажущуюся молекулярную массу, начальный объем V1, основные параметры в конечном состоянии, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии, теплоту и работу расширения в процессе 1-2. Исходные данные для решения задачи приведены в таблицах 1, 2.
При определении молярной массы и газовой постоянной обратить внимание на способ задания смеси.
Теплоемкости компонентов смеси рассчитать с использованием закона Майера.
Для расчета параметров состояния использовать уравнение состояния идеального газа.
Правильность вычисления энергетических параметров контролировать по выполнению первого закона термодинамики.
Таблица 1 — Средняя характеристика природного газа из магистральных газопроводов
| Состав газа по объему, % (остальное Н2О) | ||||||
| CH4 | C2H6 | C3H8 | C4H10 | C5H12 | N2 | СО2 |
| 93,5 | 2,0 | 0,3 | 0,01 | 0,1 | 2,4 | 0,4 |
Таблица 2
| р1, МПа | t1, ºС | m, кг | ρ=V2/V1 |
| 2 | 40 | 4 | 4,5 |
Варианты задачи: 09.
19.55 (Вариант 00) Для технологических целей необходимо иметь G килограммов в секунду воздуха при давлении рк. Рассчитать идеальный многоступенчатый поршневой компрессор. Определить:
— количество ступеней компрессора и степень повышения давления в каждой ступени;
— количество теплоты отведенной от воздуха в цилиндрах компрессора и в промежуточном холодильнике;
— конечную температуру и объемную производительность компрессора.
— изобразить цикл на рабочей диаграмме.
Давление воздуха на входе в первую ступень компрессора р1=0,1 МПа и температура t1=27 ºC. Допустимое повышение температуры воздуха в каждой ступени Δt, показатель политропы сжатия n, конечное давление рк и массовый расход воздуха G выбрать из таблицы 3.
При решении задачи трение и вредное пространство не учитывать.
Степень повышения давления в каждой ступени компрессора считать одинаковыми и привести в соответствие с допустимым повышением температуры Δt.
Процесс в промежуточном холодильнике считать изобарным охлаждением до начальной температуры t1.
Таблица 3 – Исходные данные
| Δt, ºС | рк, МПа | n | G, кг/c |
| 165 | 15 | 1,24 | 0,3 |
Ответ: z=3, X=5,313, Qц=49,3 кВт, Qп.х=150,3 кВт, t2=192 ºC, V1=0,258 м³/c
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
16.27 (Вариант 21) Рассчитать теоретический цикл двигателя внутреннего сгорания для привода компрессора из задачи 2, если известны степень сжатия ε (степень повышения давления в компрессоре π), максимальная температура цикла t3 и механический КПД привода ηм. Определить:
— параметры рабочего тела в характерных точках цикла;
— подведенную и отведенную теплоту, работу и термический КПД цикла;
— мощность двигателя и массовый расход рабочего тела;
— построить цикл на рабочей диаграмме.
Тип двигателя и данные для расчета приведены в таблице 4.
При решении задачи в качестве рабочего тела взять воздух. Начальное состояние соответствует нормальным условиям. Теплоемкость воздуха принять не зависящей от температуры.
Расчет цикла произвести на 1 кг рабочего тела. Процессы сжатия 1-2 и расширения 3-4 считать адиабатными.
Мощность привода определить с учетом механического КПД.
Таблица 4 – Исходные данные
| Вид цикла | ε | t3, ºС | ηм |
| Дизель | 13 | 750 | 0,85 |
Варианты задачи: 09.
