Файл: Марков, В. С. Сборник задач по технической термодинамике и теплопередаче [учеб. пособие].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.11.2024
Просмотров: 32
Скачиваний: 0
0,4 л«3. Определить давление воздуха |
в первом баллоне до сме |
|||
шения, давление и температуру после |
смешения кислорода и |
|||
воздуха, если вес всей смеси 12 кг |
и |
кислород до |
смешения |
|
имел давление 2 ата и температуру 77°С. Ответ: рв = |
17,6 ата, |
|||
tc — 254°С и рс =13,1 ата. |
300 л -находится азот при |
|||
139. В первом баллоне емкостью |
||||
давлении |
р ]аб!. — 6бЬр и температуре |
60°С, во втором баллоне |
||
емкостью |
500 л находится кислород под давлением />2абс— Ю бар |
|||
ипри температуре 100°С, а в третьем баллоне емкостью 100 л содержится окись углерода при давлении 3 ата и температуре 20°С. Баллоны соединяются между собой. Определить давление
итемпературу смеси, парциальные давления компонентов смеси
и приращение энтропии в результате смешения, если Срі = Срс = = 971 джі(кг-град). Ответ:рс = 7,9 бар, £с = 85°С, pN =2,15 бар,
р 0 =5,35 бар, рсо —0,41 |
бар, äs = 66 дж\град. |
|
2 |
\ |
производительностью 600 нм$/яас и |
140. Два |
вентилятора |
|
2000 нм'\шс подайэт воздух в общий воздухопровод. Воздух,
нагнетаемый |
первым |
вентилятором, имеет температуру 11б°С |
и давление |
1,3 ата, |
вторым — давление 1,2 ата и температуру |
40°С. В общем воздухопроводе поддерживается постоянное дав ление 1,05 ата. Определить температуру и объемный расход воздуха в общем воздухопроводе, изменение энтропии за процесс
смешения, если Ср | = |
Ср,. = 0,24 ккал\(кг-град). Ответ: tz — 56°С, |
||
и с = 3080 нм?\яас, äs = 0,012 ккал\(кг-град). |
|
||
141. Поток азота |
при расходе 400 |
мъ\яас при давлении |
2,3 ата |
и температуре 60°С |
смешивается с' |
потоком воздуха, |
расход |
которого 750 мг/яас при давлении 1,6 ата и температуре 500°С. После смешения потоков в общем трубопроводе поддерживается постоянное давление 1,5 ата. Определить температуру смеси, общий часовой расход и изменение энтропии за процесс смеше ния, приняв CPN = Срв = 0,248 ккал\(кг-град) — const. Ответ:
fc = 220°С, Ѵс =■1415 м‘'\яас, Ос=1445кг|час, &s =0,08 ккал\(кг-град).
Г л а в а VII
КРУГОВЫЕ ПРОЦЕССЫ И ЦИКЛ КАРНО
142.К газу в круговом процессе подведено 251 кдж тепла. Термический к. п. д. цикла равен 0,46. Определить работу за цикл. Ответ: L0— 115,6 кдж.
143.В результате осуществления кругового процесса полу чена работа, равная 58,8 кдж и отдано холодильнику 41,9 кдж
тепла. Определить термический к. птуц никла |
Ответ, ■ |
0,585 |
|
§ |
Гос. |
ИѵЗлкчпяя |
17 |
|
научи с-те х.чичѳс |
я |
|
Слбячотг.-а СССР
144. |
При заданных на рис. |
4 |
условиях к рабочему |
телу под |
||
водится ІО5 ккал\час тепла. Определить термический |
к. п. д. |
|||||
цикла, |
развиваемую мощность |
и |
количество тепла, отведенного |
|||
в холодильник. Ответ: %, = 0,652; |
Q2 = — 34800,ккал\ч,ас\ N = |
|||||
= 103 л. с. ' |
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
<3 |
|
|
і |
|
|
|
' / . V |
‘S S A S ss |
|
|
|
|
|
/ / ., |
.У ! |
|
|
|
|
S C O ' . |
J |
|
\ч\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я, |
|
у- |
|
|
|
|
Рис. |
4 |
|
|
|
145. 7 "кг. воздуха, занимающие объем 1 л/г, при температуре 2000°К изотермически расширяются до четырехкратного объема,
а затем |
изобарно сжимаются до начального |
объема, после |
чего |
||||||
при и = const воздух |
возвращается в начальное |
состояние. |
Опре |
||||||
делить |
количество подведенного и отведенного |
тепла, а |
также |
||||||
количество полученной |
при |
этом |
работы. |
Представить |
|
цикл |
|||
в диаграммах. Ответ: |
Qi —46517 |
кдж, |
Q2 = — 10467 |
|
кдж\ |
||||
L0 = 36050 кдж. |
имеющий |
температуру 200°С при давлении |
|||||||
146. |
1 кг воздуха, |
||||||||
5 ата, |
охлаждается |
при |
постоянном |
объеме |
до 0°С, затем |
при |
|||
постоянном давлении расширяется до тройного объема. После
этого |
при |
V = const |
воздух нагревается до тех |
пор, |
пока |
не |
|||
достигнет |
первоначального давления, при котором он |
возвра |
|||||||
щается в исходное состояние. |
Определить параметры состояний |
||||||||
в характерных точках цикла, |
количество подведенного |
тепла |
и |
||||||
работу |
за |
цикл. |
Представить |
цикл |
в рѵ- и |
Ts-диаграммах. |
|||
Ответ: ѵх — ,ѵ2~ 0,277 м*\кг, р2= |
2,89 ата = р г; |
U —0°С, г>3 = |
|||||||
vt = 0,831 |
мъ\кг, ti —1140°С, |
= 23l ккал\кг, g2= |
—257 ккал\кг, |
||||||
zt3= 5 4 7 0C, |
/0 = — 11100 кгс-м\кг, /?4 = 5 |
ата. |
|
|
|
||||
147.3 кг воздуха адиабатически расширяются, понижая темпе ратуру .от 1000°С до 17°С. После этого воздух изотермически сжимается до первоначального давления. При этом давлении воздух подогревается до 1000°С. Определить термический к. п. д. цикла и представить цикл в рѵ- и Гх-диаграммах. Ответ: r)t=0,57.
148.1 кг воздуха совершает цикл Карно в интервале темпе ратур 627°С и 27°С. Наивысшее давление равно 60 ата, а наинизшее — 1 ата. Определить параметры воздуха в характерных точках цикла, термический к. п. д., работу за цикл, количество под веденного и отведенного тепла. Ответ: приняв обозначения
18
на рис. 4, имеем: |
ра = 6U |
atna, ta= tB— 627°С, ѵа— 0,04 |
м\кг, |
|||||
рв = 46,7 atna, ив= |
0,056 мл\кг, рс = 1 |
а/иа, |
tc — tü = 27°С, |
-ос = |
||||
= 0,87 |
,м3|кг, p d = 1,28 atna, |
vd = 0,68 |
м^Ікг, |
|
qx*= 15,37 кка./г|кг, |
|||
q2= — 5,12 ккал\кг, /0 = |
4375 кгс-ж|кг, |
Tjtk = |
0,66. |
|
||||
149. |
Определить |
термический к. п. д. |
цикла, состоящего из |
|||||
двух изотерм и двух изохор (рис. 5), если |
в |
качестве рабочего |
||||||
тела используется 1 |
кг воздуха, tx= 627°С, t3 — 27°С, ѵ2: ѵх= \ ,675. |
|||||||
Ответ: i)t = 0,157. |
|
|
|
|
|
|
|
|
V
Рис. 5
150. Практически можно принять, что при. углублении на 35 м температура земли повышается на один градус. Определить не обходимую глубину шахты, чтобы при использовании подземного тепла в двигателе, работающем по циклу Карно, термический к. п. д. был бы равен 0,42. Температуру поверхности земли при нять равной 19°С. Ответ: 7,38 км.
151. От источника с низкой темературой отводится 335000 кдж\час тепла. Определить количество тепла, передаваемого
горячему источнику приТ12°С, если |
холодный источник |
имеет |
t = — 23°С и совершается обратный |
цикл Карно. Ответ: |
Q — |
= 2395000 кдж\кас = 664 кет. |
|
|
152. Цикл описывается тремя термодинамическими процессами, характеризующимися показателями /г,_2 = 0, /г2- а = 00 и я3_, = 1,7. За процесс 1 — 2 изменение объема рабочего тела составляет ѵх: т>2 = 3. Начальные параметры рабочего тела (в точке 1):/?1из6 —
= 2,13 бар, г?, = 562°С. В качестве |
рабочего тела принять воздух: |
|
в количестве 1 кг. |
Представить |
цикл в рѵ- и ІѴдиаграммах, |
указав на последней |
площади, соответствующие подведенному |
|
и отведенному теплу. Определить основные-параметры характер ных состояний рабочего тела (в точках 1,2,3), термический к. п. д.
цикла и изменение |
энтропии |
за |
процесс 1 — 2. |
Ответ: р іайс = |
ѵ2 = 0,255 м?\кг = |
ц3, /?3а6с = |
20,2 |
бар = 20,65 |
am, t3 = 1520°С, |
,7lt — 0,213, So — S[ = — 1,105 кдж\[кг-град)= —0,264 ккал\(кг-град).
19
153.Цикл описывается тремя термодинамическими процессами,
характеризующимися показателями: и х- г — 1, /г2- 8 = 2,4 |
и |
= /г. |
|
За процесс |
1 —3 изменение объема рабочего тела |
составляет |
|
■и,: ѵг = 0,35. |
Представить цикл в рѵ- и 75-диаграммах, |
указав |
|
на последней площади, соответствующие подведенному |
и отве |
||
денному теплу. Определить основные параметры состояний рабо
чего тела |
в характерных точках (1, 2, 3), термический |
к. |
п. д., |
|||||||
работу |
за |
цикл, изменение энтальпии и энтропии за процесс |
||||||||
2 — 3, если |
начальные параметры |
рабочего тела — азота |
в точке |
|||||||
1 |
составляют: р\ изб = 18,63 |
бар |
и /, = |
627°С. |
Ответ: |
/?, а6с = |
||||
= |
19,63 |
бар, tj = |
t2 — 627°С, V, =0,1315 |
м3\кг, р 2абс = 9,26 |
бар = |
|||||
= |
9,47 |
am, ѵ2 —0,278 м3\кг, |
рга^ — 4,Ъ бар = 4,6 |
am, £3 = Зі7°С, |
||||||
уг=0,376 |
м*\кг, |
v]t = 0,177, |
s3 — s2 = —0,215 |
кджі(кг-град) = |
||||||
= —0,0515 ккал\(кг-град), і3—г3= |
—311 кдж\кг = — 74,4 ккал\кг. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Г л а в а |
ѴШ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВОДЯНОЙ ПАР |
||
|
154. |
Определить температуру |
насыщенного |
водяного |
пара |
|||||
при р„зб = |
15 бар. |
Ответ: ts = 200°С. |
|
|
|
|
||||
155.Давление в котле по манометру равно 29 кг\см-, а темпе ратура воды в котле 200°С. Началось ли парообразование?
Ответ,: нет.
156.Задано состояние пара: ра6с = 10 am и л' = 0,94. Пользуясь
/5-диаграммой, определить другие параметры_ пара. Ответ:
4=180°С, /х=634 ккал\кг, sx=l , 5 l ккал\(кг-град), ух = 0,186 мъ\кг, их = 590,4 ккал\кг.
157.При некотором давлении вода кипит при 190°С. Опреде лить давление и количество тепла, необходимое для превраще ния воды в сухой насыщенный пар с момента кипения. Ответ:
Ризъ — бар; г = 1978 кджікг.
158.Определить удельный объем и удельный вес влажного
пара при |
рнзб= 12,75 бар и х = 0,96. Ответ: ух= 0,1375 м3\кг, |
fx = 7,28 |
кг|.м3. |
159.Какое количество тепла необходимо сообщить 1 кг влаж ного пара, имеющему л: = 0,92 и температуру 180°С, чтобы получить пар сухой насыщенный? Ответ: <7=170 кдж\кг.
160.Определить степень перегрева и параметры перегретого
пара при 40 ата и 360°С. Ответ: і = 744,5 ккал\кг, s —
=1,5824 ккал\(кг-град), ѵ — 0,06935 м3\кг, Д/ = 110,8°С.
161:Определить энтропию перегретого пара при 15 ата и
300°С, если Срт = 0,57 ккал\(кг-град) и г = 466 ккал\кг. Ответ.:
s= 1,649 ккал\(кг-град).
162.Во сколько раз удельный объем сухого насыщенного пара больше удельного объема кипящей воды при ра6с = 2ат?
Ответ: в 850 раз.
20