Задачи по "Теплотехнике"

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 01 Октября 2013 в 15:18, задача

Описание работы

Работа содержит задачи по дисциплине "Теплотехника" и их решения

Скачать архив (176.25 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Файлы: 1 файл

решение задач по теплотехнике.doc

— 675.50 Кб (Скачать файл)

 

 

 

Процесс

, кДж/кг

, кДж/кг

, кДж/кг

1 – 2;

-184

-184

0

2 – 3;

-274

0

-274

2 – 3;

-246

0

-246


 

ЗАДАЧА №8. От водяного пара с начальными параметрами и при постоянном объеме отводится теплота , а далее в результате изотермического сжатия и изобарного расширения пар возвращается в исходное состояние. Рассчитать параметры пара в узловых точках процессов, теплоту, работу, изменение внутренней энергии для каждого цикла, составляющего процесс, и для всего процесса в целом.

 

Исходные

  

данные

  

, МПа

0,2185

,. ºС

1146

,. K

1419

, кДж/кг

1542


Решение:

  1. Определение основных постоянных для водяного пара:

Удельная газовая постоянная:

 Дж/(кг∙К).

Удельная массовая изохорная теплоемкость:

 кДж/(кг∙К).

где кДж/(кмоль∙К) – удельная мольная изохорная теплоемкость для 3-хатомного газа.

Удельная массовая изохорная теплоемкость:

 кДж/(кг∙К).

где кДж/(кмоль∙К) – удельная мольная изобарная теплоемкость для 3-хатомного газа.

  1. Параметры состояния в точке 1.

 K.

 МПа.

Удельный объем определяется по уравнению состояния идеального газа:

, откуда  м3/кг.

  1. Параметры состояния в точке 2.

Процесс 1-2 – изохорный, поэтому:

 м3/кг.

  , так как в процессе тепло отводится, перед присутствует знак “–”

 К.

Для изохорного процесса – уравнение  процесса имеет вид: , откуда

 МПа.

  1. Параметры состояния в точке 3.

Процесс 2-3 – изотермический, поэтому:

 К.

 МПа

 м3/кг.

  1. Функции состояния в процессе 1-2:

Процесс 1-2 – изохорный, поэтому:

Работа процесса:

.

Изменение внутренней энергии:

 кДж/кг.

Теплота, отводимая в процессе:

 кДж/кг.

  1. Функции состояния в процессе 2-3:

Процесс 2-3 – изотермический,  поэтому:

Работа процесса:

 кДж/кг.

Изменение внутренней энергии:

 кДж/кг.

Теплота, отводимая в процессе:

 кДж/кг.

  1. Функции состояния в процессе 3-1:

Процесс 3-1 – изобарный, поэтому:

Работа процесса:

 кДж/кг.

Изменение внутренней энергии:

 кДж/кг.

Теплота:

 кДж/кг.

Или кДж/кг.

  1. Параметры цикла

Работа цикла:

 кДж/кг.

Изменение внутренней энергии:

 кДж/кг.

Теплота:

 кДж/кг.

 

 

 

 

 

 

 

Ответы

 

Параметры состояния в точке 1

, K

, МПа

, м3/кг

 

1419

0,2185

3,00

 

Параметры состояния  в точке 2

, K

, МПа

, м3/кг

 

460

0,99

3,00

 

Параметры состояния  в точке 3

, K

, МПа

, м3/кг

 

460

0,2185

0,973


 

 

 

Процесс

, кДж/кг

, кДж/кг

, кДж/кг

1 – 2;

-1550

-1550

0

2 – 3;

-239

0

-239

3 – 1;

1992

1550

442

203

0

203


 

 

 

ЗАДАЧА №9. 1 кг кислорода с начальными параметрами мм.рт.ст. и ºС сжимается в политропном процессе. В процессе сжатия от газа отводится теплота кДж/кг, а температура газа повышается до ºС.

Определить:

  1. Недостающие показатель политропы, работу сжатия и изменение внутренней энергии.
  2. Определить энтропию при параметрах , , изменение энтропии при повышении температуры до в процессах: изобарном; изохорном; адиабатном; политропным с рассчитанным показателем политропы.

Решение:

  • Определение основных постоянных:

Для кислорода: кг/кмоль.

Удельная газовая постоянная: Дж/(кг∙К).

Удельная массовая изохорная теплоемкость:

 кДж/(кг∙К),

где кДж/(кмоль∙К) – удельная мольная изохорная теплоемкость для 2-хатомного газа.

Удельная массовая изохорная теплоемкость:

 кДж/(кг∙К),

где кДж/(кмоль∙К) – удельная мольная изобарная теплоемкость для 2-хатомного газа.

Показатель адиабаты: .

Параметры процесса: Па; К; К.

    1. Определение показателя политропы:

,

где с – удельная теплоемкость политропного процесса.

 кДж/(кг∙К).

    1. Изменение внутренней энергии:

 кДж/кг.

    1. Работа сжатия:

 кДж/кг.

    1. Теплота процесса:

 кДж/кг.

    1. Энтропия 1 кг кислорода при , :

, где  К, Па – нормальные условия.

 кДж/(кг∙К).

Изменение энтропии в изобарном процессе:

 кДж/(кг∙К).

Изменение энтропии в изохорном  процессе:

 кДж/(кг∙К).

Изменение энтропии в адиабатном процессе:

Изменение энтропии в политропном  процессе:

 кДж/(кг∙К).

ЗАДАЧА № 10. Определить отношение максимальных и минимальных объемов и давлений в прямом цикле Карно и КПД цикла, если в конце изотермического расширения ( ) объем возрастает в 5 раз ( ) и достигает значения м3/кг. В конце изотермического сжатия ( ) объем становится равным . Рабочее тело, обладающее свойствами воздуха отдает холодному источнику кДж/кг.

Определить: , , .

Решение:

  1. Удельная газовая постоянная для воздуха:

 Дж/(кг∙К).

  1. Объем в начале процесса изотермического расширения, в точке 1:

 м3/кг.

  1. Объем в конце процесса адиабатного расширения, в точке 3:

 м3/кг.

  1. Отношение максимального и минимального объемов:

 м3/кг.

  1. Температура в процессе изотермического сжатия определяется из следующей формулы:

 К.

  1. Давление в начале процесса изотермического сжатия:

 Па.

  1. Давление в начале процесса изотермического сжатия:

 Па.

  1. Давление в конце процесса адиабатного сжатия определяется из уравнения процесса:

, откуда Па.

  1. Отношение максимального и минимального давления:

  1. Температура в конце процесса адиабатного сжатия:

 К.

  1. Термический КПД цикла Карно:

 

 

 

 

 

 

ЗАДАЧА № 11. Определить параметры в характерных точках цикла ДВС с изохорным подводом тепла, если известны параметры рабочего тела в начале цикла, степень сжатия , степень повышения давления . Определить работу цикла и его термический КПД данного цикла и цикла Карно в том же интервале температур. Рабочее тело обладает свойствами воздуха с постоянной теплоемкостью.

 

Исходные данные

  
 

, МПа

0,095

,. K

293

Степень сжатия

6

Степень повышения давления

2,2


 

Решение:

  1. Удельная газовая постоянная для воздуха: Дж/(кг∙К).
  2. Объем в начале процесса сжатия: м3/кг.
  3. Объем в конце процесса сжатия: м3/кг.
  4. Давление в конце процесса адиабатного сжатия определяется из уравнения процесса:

, откуда Па.

  1. Температура в конце процесса адиабатного сжатия:

 К

  1. Объем в конце процесса сгорания: м3/кг.
  2. Давление в конце процесса сгорания:

 Па.

  1. Температура в конце процесса сгорания: К.
  2. Объем в конце процесса адиабатного расширения:

 м3/кг.

  1. Давление в конце процесса адиабатного расширения определяется из уравнения процесса:

, откуда Па.

  1. Температура в конце процесса адиабатного сжатия

 К.

  1. Теплота, подведенная в процессе сгорания 2-3: ,

где кДж/(кг∙К),

 кДж/кг.

  1. Теплота, отведенная от рабочего тела в процессе 4-1.

 кДж/кг.

  1. Работа цикла: кДж/кг.
  2. КПД цикла:
  3. КПД цикла Карно:

Информация о работе Задачи по "Теплотехнике"