Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
16.43 В цикле поршневого двигателя со смешанным подводом теплоты (рис.59) начальное давление р1=90 кПа, начальная температура t1=67 ºC. Количество подведенной теплоты Q=1090 кДж/кг. Степень сжатия ε=10.
Какая часть теплоты должна выделяться в процессе при υ=const, если максимальное давление составляет 4,5 МПа. Рабочее тело – воздух. Теплоемкость принять постоянной.
Ответ: Qυ/Q1=0,675.
16.45 Рабочее тело поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты обладает свойствами воздуха. Известны начальные параметры р1=0,1 МПа, t1=30 ºC и следующие характеристики цикла: ε=7; λ=2,0 и ρ=1,2.
Определить параметры в характерных для цикла точках, количество подведенной теплоты, полезную работу и термический к.п.д. цикла. Рабочее тело – воздух. Теплоемкость считать постоянной.
Ответ: υ1=0,870 м³/кг, υ2=0,124 м³/кг, υ4=0,149 м³/кг, р2=1,52 МПа, р3=3,05 МПа, р5=0,26 МПа, t2=387 ºC, t3=1047 ºC, t4=1311 ºC, t5=511 ºC, λ=1,4, q1=744,2 кДж/кг, q2=348,2 кДж/кг, l0=396 кДж/кг, ηt=0,532.
17.2 Для идеального цикла газовой турбины с подводом теплоты при p=const (см. рис.39) определить параметры в характерных точках, полезную работу, термический к.п.д., количество подведенной и отведенной теплоты. Дано: р1=0,1 МПа; t1=17ºC; t3=600ºC; λ=p2/p1=8. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.
Рисунок 39
Ответ: υ1=0,831 м³/кг, υ2=0,189 м³/кг, υ3=0,313 м³/кг, υ4=1,381 м³/кг, t2=254ºC, р2=р3=0,8 МПа, q1=350,2 кДж/кг, q2=192,2 кДж/кг, ηt=0,45.
17.64 Для идеального цикла газовой турбины с подводом теплоты при (см. рис. 39) найти параметры в характерных точках, полезную работу, термический к.п.д., количество подведенной и отведенной теплоты, если дано: р1 = 100 кПа; t1 = 27 ºС; t3 = 700 ºС; λ = р2/p1=10; k = 1,4. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.
17.3 Газовая турбина работает по циклу с подводом теплоты при p=const. Известны параметры: р1=0,1 МПа; t1=40ºC; t4=400ºC, а также степень увеличения давления λ=8. Рабочее тело — воздух.
Определить параметры в характерных точках цикла, количество подведенной и отведенной теплоты, работу, совершаемую за цикл и термический к.п.д. Теплоемкость считать постоянной.
Ответ: υ1=0,898 м³/кг,р2=0,8 МПа ,Т2=567 К, υ2=0,203 м³/кг, р3=0,8 МПа, Т3=1219 К, υ3=0,437 м³/кг, р4=0,1 МПа, υ4=1,931 м³/кг, q1=657 кДж/кг, q2=261 кДж/кг, l0=396 кДж/кг, ηt=0,60.
17.16 На рис.60 приведена принципиальная схема газотурбинной установки, работающей с подводом теплоты при p=const и с полной регенерацией тепла.
На рисунке: ТН — топливный насос, КС — камера сгорания, ГТ — газовая турбина; ВК — воздушный компрессор; ПД — пусковой двигатель, Р — регенеративный подогреватель. Цикл этой установки представлен на рис.42.
Известны параметры t1=30 ºC и t5=400 ºC, а также степень повышения давления в цикле λ=6. Рабочее тело – воздух.
Определить термический к.п.д цикла. Какова экономия от введения регенерации?
Ответ: ηtрег=0,55, экономия составляет 37,5%.
17.17 Газотурбинная установка работает с подводом теплоты при υ=const и с полной регенерацией. Известны параметры: t1=30 ºC и t5=400 ºC; а также λ=р2/p1=4. Определить термический к.п.д. этого цикла. Изобразить цикл в диаграмме Ts.
Ответ: ηtрег=0,585.
17.10 Газотурбинная установки работает по циклу с подводом теплоты при υ=const и с полной регенерацией. Известный параметры: t1=30 ºC и t5=400 ºC, а также λ=p2/p1=4. Рабочее тело — воздух.
Определить термический к.п.д. этого цикла. Изобразить цикл в p-υ и T-s — диаграммах.
Ответ: ηt=0,41.
17.12 Построить график зависимости термического к.п.д. идеального цикла газовой турбины с подводом теплоты при p=const для λ=2, 4, 6, 8 и 10.
19.19 Компрессор всасывает 400 м³/ч воздуха при давлении р1=0,1 МПа и температуре t1=20ºC и сжимает его до давления р2=0,5 МПа.
Определить теоретическую работу компрессора при адиабатном сжатии и температуру воздуха в конце сжатия.
Ответ: L0=81,6·106 Дж/ч, t2=191ºC.
