Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике
3.1 Определить газовую постоянную смеси газов, состоящей из 1 м³ генераторного газа и 1,5 м³ воздуха, взятых при нормальных условиях, и найти парциальные давления составляющих смеси. Плотность генераторного газа ρ принять равной 1,2 кг/м³.
Ответ: Rсм=295 Дж/(кг·К), рг.г=0,4рсм, рвозд=0,6рсм.
3.6 Объемный состав сухих продуктов сгорания топлива (не содержащих водяных паров) следующий: CO2=12,3%; O2=7,2%; N2=80,5%.
Найти кажущуюся молекулярную массу и газовую постоянную, а также плотность и удельный объем продуктов сгорания при В=100 кПа и t=800ºС.
Ответ: μсм=30,3, Rсм=274 Дж/(кг·К), υсм=4,94 м³/кг, ρсм=0,34 кг/м³.
3.7 Генераторный газ имеет следующий объемный состав: H2=7,0%; CH4=2,0%; CO=27,6%; CO2=4,8%; N2=58,6%.
Определить массовые доли, кажущуюся молекулярную массу, газовую постоянную, плотность и парциальные давления при 15ºC и 0,1 МПа.
Ответ: mH2=0,005, mCH4=0,012, mCO=0,289, mCO2=0,079, mN2=0,615, μсм=26,72, , Rсм=310,8 Дж/(кг·К), ρ=1,095 кг/м³, рН2=0,7 кПа, рСН4=2,0 кПа, рСО=27,6 кПа, рСО2=4,8 кПа, рN2=58,6 кПа.
3.8 Газ коксовых печей имеет следующий объемный состав: H2=57%; CH4=23%; CO=6%; CO2=2%; N2=12%.
Найти кажущуюся молекулярную массу, массовые доли, газовую постоянную, плотность и парциальные давления при 15ºC и 100 кПа.
Ответ: mH2=0,107, mCH4=0,343, mCO=0,156, mCO2=0,082, mN2=0,313, μсм=10,77, Rсм=772 Дж/(кг·К), ρ=0,45 кг/м³, pH2=57 кПа, рСН4=23 кПа, рСО=6 кПа, рСО2=2 кПа, рN2=12 кПа.
3.9 Генераторный газ состоит из следующих объемных частей: H2=18%; CO=24%; CO2=6%; N2=52%.
Определить газовую постоянную генераторного газа и массовый состав входящих в смесь газов.
Ответ: Rсм=342 Дж/(кг·К),mH2=1,48%, mCO=27,63%, mCO2=10,86%, mN2=60,03%.
3.109 В цилиндр газового двигателя засасывается газовая смесь, состоящая из 20 массовых долей воздуха и одной доли коксового газа.
Найти плотность и удельный объем смеси при нормальных условиях, а также парциальное давление воздуха в смеси (данные о коксовом газе приведены в табл. IV, см. приложения).
Ответ: ρ=1,2 кг/м³, υнсм=0,833 м³/кг, рвозд=0,844 р.
3.10 Анализ продуктов сгорания топлива, произведенный с помощью аппарата Орса, показал следующий их состав: rCO2=12,2%; rO2=7,1%; rCO=0,4%; rN2=80,3%. Найти массовый состав входящих в смесь газов.
Ответ: mCO2=17,7%, mO2=7,5%, mCO=0,37%, mN2=74,43%.
3.11 Определить газовую постоянную, плотность при нормальных условиях и объемный состав смеси, если: H2=8,4%; CH4=48,7%; C2H4=6,9%; CO=17%; O2=4,7%; N2=6,7%
Ответ: Rсм=717 Дж/(кг·К), rH2=0,484, rCH4=0,351, rC2H4=0,028, rCO=0,072, rCO2=0,02, rO2=0,017, rN2=0,028, ρн=0,518 кг/м³.
3.12 Найти газовую постоянную, удельный объем газовой смеси и парциальные давления ее составляющих, если объемный состав смеси следующий: CO2=12%; CO=1%; H2O=6%; O2=7%; N2=74%, а общее давление ее р=100 кПа.
Ответ: Rсм=281 Дж/(кг·К), υсм=0,76 м³/кг, рСО2=12 кПа, рСО=1 кПа, рН2О=6 кПа, рО2=7 кПа, рN2=74 кПа.
3.110 В резервуаре емкостью 125 м³ находится коксовый газ при давлении р=0,5 МПа и температуре t=18 ºС. Объемный состав газа следующий: rH2=0,46; rCH4=0,32; rCO=0,15; rN2=0,07. После израсходования некоторого количества газа давление его понизилось до 0,3 МПа, а температура – до 12 ºС.
Определить массу израсходованного коксового газа.
Ответ: М=123 кг.
