Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике

4.17  Пользуясь формулой, полученной в предыдущей задаче, определить истинную мольную теплоемкость кислорода при постоянном давлении для температуры 700 ºC.

Сравнить полученное значение теплоемкости со значением его, взятым из таблиц.

Ответ: μc_p1=38,46622 кДж/(кмоль·К), μc_p2=34,746 кДж/(кмоль·К), ε=9,7%.

4.18 В сосуде объемом 300 л находится кислород при давлении р₁=0,2 МПа и температуре t₁=20 ºC.

Какое количество теплоты необходимо подвести, чтобы температура кислорода повысилась до t₂=300 ºC? Какое давление установится при этом в сосуде? Зависимость теплоемкости от температуры принять нелинейной.

Ответ: Q_υ=152,8 кДж, р₂=0,39 МПа.

4.19 Найти количество теплоты, необходимое для нагрева 1 м³ (при нормальных условиях) газовой смеси состава r_CO2=14,5%, r_O2=6,5%, r_N2=79,0% от 200 до 1200 ºC при  и нелинейной зависимости теплоемкости от температуры.

Ответ: q_p=1582,2 кДж/кг.

4.20 Газовая смесь имеет следующий состав по объему: CO₂=0,12; O₂=0,07; N₂=0,75, H₂O=0,06. Определить среднюю массовую теплоемкость c_pm, если смесь нагревается от 100 до 300 ºC.

Ответ: c_pm=1,0928 кДж/(кг·К).

4.21 В регенеративном подогревателе газовой турбины воздух нагревается от 150 до 600 ºC.

Найти количество теплоты, сообщенное воздуху в единицу времени, если расход его составляет 360 кг/ч. Зависимость теплоемкости от температуры принять нелинейной.

Ответ: Q=47,84 кДж/c.

4.22 В калориметре с идеальной тепловой изоляцией находится вода в количестве М_в=0,8 кг при температуре t′15 ºC. Калориметр изготовлен из серебра, теплоемкость которого с_с=0,2345 кДж/(кг·К).

Масса калориметра М_с=0,25 кг. В калориметр опускают 0,2 кг алюминия при температуре t_a=100 ºC. В результате этого температура воды повышается до t″=19,24 ºC. Определить теплоемкость алюминия.

Ответ: с_а=0,8946 кДж/(кг·К).

4.40 Продукты сгорания топлива поступают в газоход парового котла при температуре газов tʹ_г=1100 ºС и покидают газоход при температуре tʺ_г=700 ºС. Состав газов по объему: r_CO2 = 11%; r_O2 = 6%; r_H2O = 8%; r_N2 = 75%.

Определить, какое количество теплоты теряет 1 м³ газовой смеси, взятой при нормальных условиях.

Ответ: Q_p=539,2 кДж/м³.

4.41 Для использования теплоты газов, уходящих из паровых котлов, в газоходах последних устанавливают воздухоподогреватели. Газы протекают внутри труб и подогревают воздух, проходящий поперек тока (рис. 7).

При испытании котельного агрегата были получены следующие данные:

температура газов соответственно на входе и на выходе из воздухоподогревателя tʹ_г=350 ºС, tʺ_г=160 ºС;

температура воздуха соответственно на входе и на выходе из воздухоподогревателя tʹ_в=20 ºС, tʺ_в=250 ºС;

объемный состав газов, проходящих через воздухоподогреватель: СО₂=12%; О₂=6%; Н₂О=8%; N₂=74%;

расход газов V_гн=66000 м³/ч.

Определить расход воздуха. Принять, что вся отданная газами теплота воспринята воздухом. Потерями давления воздуха в воздухоподогревателе пренебречь.

Ответ: V_вн=59685 м³/ч.