Решение задач по теплотехнике (стр. 1 из 2)

Контрольная работа № 1

Задача 6

До какой температуры будет нагрет углекислый газ

объемом , если сообщить ему теплоту Q при постоянном, абсолютном давлении? Начальная температура газа . Определить объем газа в конце процесса, а также удельные значения изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессе. Теплоемкость принять не зависящей от температуры.

Дано:

МПа

МПа

Решение:

Определяем температуру конца процесса из формулы для количества теплоты в данном процессе:

где:

объем газа при нормальных условиях

- теплоемкость

для двухатомного газа

Определяем объем газа в конце процесса:

Определяем работу процесса:

Определяем изменение внутренней энергии процесса:

Определяем изменение энтальпии

для двухатомного газа

Определяем изменение энтропии

Задача 16

Определить теоретическую скорость адиабатического истечения и массовый расход воздуха из сужающегося сопла площадью выходного сечения

, если абсолютное давление перед соплом , а давление среды в которую вытекает воздух . Температура воздуха перед соплом . Скорость воздуха на входе в сопло и потерями на трение пренебречь. Будет ли полное расширение в сопле, если при прочих равных условиях давление за соплом понизится до 400 кПа? Как при этом изменится расход и скорость истечения воздуха?

Дано:

МПа

МПа

Решение:

Записываем уравнение сплошности:

- массовый расход газа кг/с;

- скорость потока в рассматриваемом сечении м/с.

Так как

применяем формулу:

м/с.

кг/с

при понижении давление за до 400 кПа

кг/с

Расход и скорость газа в сопле увеличились

Задача 18

Влажный насыщенный водяной пар с начальным параметром

, дросселируется до давления . Определить состояние пара в конце процесса дросселирования и его конечные параметры, а также изменение его внутренней энергии и энтропии. Условно изобразить процесс дросселирования на h-s диаграмме.

Дано:

Решение:

Используем для определения конечных параметров h-s диаграмму

Таблица результатов h – s диаграммы

Параметры	Р, МПа	t, К		h кДж/кг	S кДж/кг
1	5	263	0,038	2273	5,9
2	0,3	160	0,48	2273	6,17

Определяем изменение внутренней энергии

Определяем изменение энтропии

Задача 26

Одноступенчатый поршневой компрессор всасывает воздух в количестве V при давлении

и и сжимает его до давления по манометру . Определить секундную работу сжатия и теоретическую мощность привода компрессора для случаев изотермического, адиабатного и политропного процессов (с показателем политропы n = 1,2) сжатия. Определить температуру воздуха в конце адиабатного и политропного сжатия. Сделать вывод по данным процесса.

Дано:

МПа

Решение:

а) Изотермический процесс

Работа изотермического процесса:

Мощность:

Вт

б) Адиабатный

при к = 1,4

Определяем температуру в конце сжатия

Мощность:

Вт

в) Политропный процесс n = 1,2

Мощность:

Вт

Вывод: наибольшей работой сжатия при данных условиях обладает изотермический процесс и соответственно он будет наиболее выгодный.