Федяев А.А. Теоретические основы теплотехники. Термодинамика Братск 2009
19.143 1 кг газа с начальной температурой t1=10 ºC и давлением р1 сжимается до давления р2. Сжатие может происходить по изотерме, по адиабате и по политропе с показателем политропы n. Определить для каждого из 3-х процессов сжатия конечную температуру, отведенную (или подведенную) теплоту, совершенную работу и изменение внутренней энергии q, l, Δu. Дать изображение процессов сжатия в р-υ и Т-s координатах. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать в таблице 1.
Таблица 1
| Вариант 01 | |||
| газ | р1, МПа | Показатель политропы n |
р2, МПа |
| воздух | 0,12 | 1,25 | 0,9 |
19.117 Воздух с начальным объемом V1, м³, начальным давлением р1, атм и начальной температурой t1, ºC сжимается до уменьшения объема в E раз. Сжатие производится по изотерме, по адиабате и политропе с показателем n. Определить вес сжимаемого воздуха, конечные его параметры (давление, температуру, удельный объем и энтропию) каждого из трех вариантов. Результаты расчета конченых параметров воздуха свести в таблицу. Исходные данные взять из таблицы 2.
Таблица 2
| Вариант 04 | ||||
| V1, м3 | р1, атм | t1, ºC | n | E |
| 50 | 1,5 | 10 | 1,3 | 13 |
21.51 Воздушная холодильная установка работает при следующих параметрах: р1=0,1 МПа — давление перед компрессором и t1, ºC; после компрессора р2=0,5 МПа. Температура воздуха на выходе из охладителя t3, ºC. Определить: холодильный коэффициент, температуру воздуха, поступающего в холодильную камеру, количества тепла, передаваемого охлаждающей воде в теплообменнике (кВт), расход воздуха и теоретическую потребную мощность, если хладопроизводительность установки Q. Расчет иллюстрировать принципиальной схемой установки и ее циклом в p-V и T-S — диаграммах. Исходные данные приведены в таблице 3.
Таблица 3
| Вариант | t1, ºC | t3, ºC | Q, кВт |
| 04 | -6 | 17 | 100 |
16.108 Для идеализированного термодинамического цикла двигателя внутреннего сгорания с заданным способом подвода и отвода теплоты определить параметры рабочего тела (воздуха) в характерных точках цикла, подведенную и отведенную теплоту, работу, среднее давление и термический КПД цикла. Построить цикл в р-υ координатах в выбранном масштабе, дать полное название полученного цикла. Исходные данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 4. Для всех вариантов начальное давление рабочего тела р1=0,1 МПа.
Таблица 4
| Вариант 04 | |||
| Способ. подвед. тепла | Степень сжатия |
Температура | |
| t1, ºC | t2, ºC | ||
| p=const | 20 | 2100 | — |
Продолжение таблицы 4
| Способ отвода тепла | Масса рабочего тела |
Начальная температура |
Показатель адиабаты |
| V=const | 2,0 | 30 | 1,32 |
20.30 Воздух с параметрами t1, ºC и φ1, %, используемый для сушки, сначала подогревается в калорифере до t2, ºC, а затем направляется в сушильную камеру, откуда отработавший сушильный агент выходит при t3, ºC. Определить конечные параметры воздуха: влагосодержание, относительную влажность, абсолютную влажность, парциальное давление водяного пара, температуру мокрого термометра, температуру точки росы, а также расход воздуха и тепла на 1 кг испаренной влаги. Показать найденные параметры отработавшего сушильного агента и в целом процессе сушки в H-d — диаграмме.
Таблица 5
| Вариант | t1, ºC | φ1, % | t2, ºC | t3, ºC |
| 4 | 25 | 50 | 140 | 30 |
Н-d — диаграмма влажного воздуха прилагается к задаче
21.50 Определить коэффициент полезного действия, массовый расход рабочего агента, холодильный коэффициент, составить тепловой баланс для идеальной компрессионной холодильной машины, работающей на аммиаке, если известно: холодопроизводительность машины Q0, кВт; температура рассола на входе tн1, ºС и на выходе из испарителя tн2, ºС; температура охлаждающей среды на входе tв1, ºС и выходе tв2, ºС из конденсатора. Изобразить схему установки и ее цикл в T-S — диаграмме.
Таблица 6
| Вариант | Q0, кВт | tн1, ºС | tн2, ºС | tв1, ºС | tв2, ºС |
| 04 | 230 | -14 | -20 | 17 | 22 |
18.101 Пользуясь h-s — диаграммой, определить параметры энергоносителя (водяного пара) — h, s, t, υ, p в характерных точках, если после использования водяного пара для нагрева технологической воды в группе теплообменников энергоноситель поступает в паровой котел и далее с параметрами p2 и x2=0,95 подается в пароперегреватель, где его температура повышается на величину Δt. Затем пар дросселируется до давления p’2 и изоэнтропно расширяется в турбине до давления p3.
С помощью h-s — диаграммы определить количество теплоты (на 1 кг пара), подведенной к энергоносителю в пароперегревателе, работу цикла Ренкина и степень сухости пара x3 в конце процесса расширения. Определить работу цикла и конечную степень сухости, термический КПД цикла. Данные для расчета выбрать из таблицы 8.
Расчет иллюстрировать технологической схемой движения энергоносителя. Изобразить цикл Ренкина в T-s и h-s — диаграммах.
Таблица 8
| Вариант 04 | |||
| Δt, ºC | р2, МПа | р’2, МПа | р3, кПа |
| 130 | 3,1 | 0,50 | 3,0 |
