Волков В.Н. Кузнецова С.А. Техническая термодинамика УГТУ 1999
3.77 По объемному составу смеси определить кажущуюся молекулярную массу, массовый состав, газовую постоянную, плотность, удельный объем, парциальные давления компонентов и постоянную теплоемкость смеси при нормальных физических условиях. Необходимые данные взять из табл.1.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | Объемные доли смеси, % | |||
| rO2 | rN2 | rCH4 | rC4H10 | |
| 5 | 40 | 20 | 20 | 20 |
11.27 (Вариант 78) Смесь газов при абсолютном давлении р1 и температуре t1 занимает объем V1. Эта смесь сначала политропно расширяется до р2 и t2, а затем изобарно сжимается до первоначального объема. Определить p, V, T — величины в состояниях 1, 2, 3, работу и теплоту процессов, а также изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии смеси. Составить сводную таблицу результатов расчета. Изобразить процессы в p,υ- и T,s — диаграммах.
Необходимые данные взять из табл. 2.
Таблица 2 – Исходные данные
| Массовый состав смеси | р1, МПа | V1, м3 | t1, ºC | р2, МПа | t2, ºC | ||
| СО2 | Н2О | Н2 | |||||
| 20 | 70 | 10 | 0,3 | 8 | 65 | 0,20 | 170 |
19.129 (Вариант 78) V1, м³, воздуха при начальном давлении р1 и температуре t1 сжимается (до уменьшения объема в ε раз). Определить объем, давление и температуру в конечном состоянии, а также работу сжатия, теплоту, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии в процессах: а) изотермическом; б) адиабатном; в) политропном при показателе политропы n=1,3.
Составить сводную таблицу результатов расчета и сделать выводы. Изобразить процессы в р,υ- и T,s — диаграммах и показать на диаграммах площади, равные работе и теплоте. Данные для расчета приведены в табл. 3.
Таблица 3 – Исходные данные
| V1, м3 | ε | р1, МПа | t1, ºС |
| 0,2 | 6 | 0,8 | 60 |
13.146 (Вариант 78)
Задача 4
По р1 и t1 определить удельный объем, плотность, энтальпию, внутреннюю энергию; по таблицам и диаграмме – параметры водяного пара:
1) влажного насыщенного с х=0,95 и t1=120 ºC;
2) перегретого с температурой t2 (табл. 6).
Определить также количество теплоты, подведенное к пару в пароперегревателе при постоянном давлении p1, а также изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Изобразить процесс в p,υ-; h,s- и T,s — диаграммах.
Задача 4а
Определить состояние (перегретый, сухой насыщенный или влажный пар) и параметры водяного пара (давление, температуру, удельный объем, плотность, энтальпию, энтропию и внутреннюю энергию) по р1 и x. Определить количество теплоты, необходимое для М кг пара, чтобы при постоянном давлении нагреть его до температуры t2. Определить также изменение внутренней энергии, энтропии и работу изобарного процесса. Изобразить процесс в р,υ-; h,s- и T,s — диаграммах.
Определение параметров произвести по таблицам термодинамических свойств и диаграмме h,s водяного пара. Необходимые данные взять из табл.4.
Таблица 4 – Исходные данные
| р1, МПа | х | t, ºC | М, кг |
| 14 | 1,00 | 420 | 30 |
h-s — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
14.52 (Вариант 78) Водяной пар с начальными параметрами t1 и p1 вытекает из суживающегося сопла в среду с противодавлением p2. Определить скорость истечения в выходном сечении, а также секундный расход, если площадь выходного сечения (табл. 5).
Процесс истечения представить в h,s — диаграмме.
Таблица 5 – Исходные данные
| р1,105 Па | р2,105 Па | t1, ºС | f, мм2 |
| 45 | 30 | 30 | 45 |
14.53 (Вариант 78) Водяной пар массой М (табл. 6) с начальными параметрами t1 и p1 дросселируется до давления p2. Определить параметры пара до и после дросселирования, изменение внутренней энергии и энтропии. Представить процесс дросселирования пара в h,s — диаграмме.
Таблица 6 – Исходные данные
| t1, ºС | р1,105 Па | р2,105 Па | М, кг/c |
| 310 | 90 | 40 | 45 |
h,s — диаграмма водяного пара с рассчитанным процессом прилагается к задаче
18.112 (Вариант 78) Паротурбинная установка работает по циклу Ренкина. В турбину поступает водяной пар с давлением р1 и температурой t1 (таблица 7). Давление пара на выходе из турбины р2. Расход пара М. Определить параметры р, υ, t, h, s, x узловых точек цикла, количество подведенной и отведенной теплоты, работу, термический коэффициент полезного действия и теоретическую мощность установки. Изобразить схему установки, представить цикл в координатах p,υ; T,s; h,s (без масштаба). Параметры узловых точек определить с помощью диаграмм и уточнить по таблицам (или расчетом, когда это требуется). Данные о параметрах свести в таблицу, форма которой приводится ниже:
| Состо- яние | Параметры точки | р, 105 Па | υ, м3/кг | t, ºC | h, кДж/кг | s, кДж/(кг·К) | х |
| 1 | |||||||
| 2 | |||||||
| 3 | |||||||
| ... | |||||||
| 6 | |||||||
Таблица 7 – Исходные данные
| р1,105 Па | t1, ºC | р2,105 Па | М, кг/c |
| 50 | 300 | 0,5 | 70 |
21.130 (Вариант 78) Паровая холодильная машина работает по циклу с дросселированием. Температура кипения в испарителе t0, температура конденсации tк. В компрессор поступает перегретый пар с температурой t1=t0+10 ºC. Рабочее тело (табл. 8) перед регулирующим вентилем переохлаждается до tи=tк-10 ºС. Определить параметры (р, υ, t, s, x) узловых точек цикла, количество подведенной и отведенной теплоты, работу, теоретическую мощность привода компрессора, полную холодопроизводительность и холодильный коэффициент машины, если количество циркулирующего рабочего тела M. Изобразить схему установки, представить цикл в координатах h,υ; T,s; и lgp,h. Параметры узловых точек определить с помощью диаграммы и уточнить по таблицам (или расчетом, когда это требуется, причем расчет привести в тексте). Обозначения узловых точек на схеме и диаграмме должны быть согласованы. Рекомендуется первым номером обозначать параметры пара на входе в компрессор. Данные о параметрах узловых точек свести в таблицу приведенной формы (см. табл. к задаче 7).
Таблица 8 – Исходные данные
| Рабочее вещество | t0, ºC | tк, ºC | М, кг/c |
| Н-бутан | -40 | 19 | 0,4 |
lgp,h — диаграмма холодильного агента с рассчитанным циклом прилагается к задаче
