Термодинамика ТТ.5 Глава IX

Помощь он-лайн только по предварительной записи

TT.5 Глава IX. Рабинович

Водяной пар 310-388

Часть задач есть решенные, контакты

310. Определить температуру, удельный объем, плотность, энтальпию и энтропию сухого насыщенного пара при давлении р = 1 МПа.

 311. Сухой насыщенный пар имеет давление р = 1,4 МПа. Определить все остальные параметры пара.

 312. Вода, находящаяся под давлением 1,5 МПа, нагрета до 190°С. Наступило ли кипение?

 313. При р = 0,9 МПа вода нагрета до 150°С. На сколько градусов нужно еще нагреть воду, чтобы началось кипение?

 314. Температура воды, находящейся в закрытом со­суде, равна 190°С. Под каким давлением находится вода?

 315. Найти давление, удельный объем и плотность воды, если она находится в состоянии кипения и температуры ее равна 250ºС.

 316. На паропроводе насыщенного пара установлен термометр, показывающий t = 175°С. Каково было бы показание манометра на этом паро­проводе?

 317. Манометр парового котла показывает давление 0,2 МПа. Показание барометра 0,103 МПа (776 мм рт.ст.). Считая пар сухим насыщенным, определить его температуру, удельный объем и энтальпию.

 318. Манометр парового котла показывает давление р = 0,15 МПа. Показание барометра равно 1,01 МПа (764 мм рт. ст.). Считая пар сухим насыщенным, найти его температуру и удельный объем.

 319. Определить состояние водяного пара, если давление его р = 0,5 МПа, а температура t = 172ºС.

 320. Определить состояние водяного пара, если давление его р = 0,6 МПа, а удельный объем υ = 0,3 м3/кг.

 321. Определить состояние водяного пара, если дав­ление его р = 2,2 МПа, а температура t = 240°С.

 322. Найти состояние водяного пара, если давление его р = 1,2 МПа, а удельный объем υ = 0,18 м3/кг.

 323. Определить состояние водяного пара, если давле­ние его р = 1,5 МПа, а температура t = 198,28°С.

 324. Найти состояние водяного пара, если давление его р = 2,9 МПа, а удельный объем υ = 0,079 м3/кг.

 325. Определить состояние водяного пара, если давление его р = 0,9 МПа, а энтропия s = 6,52 кДж/(кг · К).

 326. Найти удельный объем влажного пара, если р = 2 МПа, а х = 0,9.

 327. Определить внутреннюю энергию сухого насыщенного пара при р = 1,5 МПа.

 328. Определить энтальпию и внутреннюю энергию влажного насыщенного пара при р = 1,3 МПа и степени сухости пара х = 0,98.

 329. Найти энтропию влажного насыщенного пара р = 2,4 МПа и х = 0,8

 330. Найти массу, внутреннюю энергию, энтальпию и энтропию 6 м3 насыщенного водяного пара при давлении р = 1,2 МПа и сухости пара х = 0,9.

 331. Водяной пар имеет параметры р = 3 МПа, t = 400ºС. Определить значения остальных параметров.

 332. Водяной пар имеет параметры р = 9 МПа, t = 500°С. Определить значения остальных параметров.

 333. Найти массу 10 м3 пара при давлении р = 1,4 МПа и степени сухости х = 96%.

 334. Определить массу 9 м3 пара при давлении р = 0,8 МПа и степени влажности 10%.

 335. Найти количество теплоты, затрачиваемой на по­лучение 1 кг пара при 1,8 МПа и х = 0,9, если темпера­тура питательной воды tв = 32°С.

 336. Определить количество теплоты, затрачиваемой на перегрев 1 кг сухого насыщенного пара при 9 МПа до 500ºС.

 337. Определить количество теплоты, затрачиваемой на перегрев 1 кг влажного пара при давлении р = 10 МПа и степени сухости х = 0,98 до температуры t = 480°С.

 338. Через пароперегреватель парового котла прохо­дит 5000 кг пара в час. Степень сухости пара до паропере­гревателя х = 0,99, а давление р = 10 МПа. Температура пара после пароперегревателя t = 550°С. Определить количество теплоты, воспринятой паро­перегревателем, принимая его к.п.д. равным 0,984.

 339. Паровой котел имеет паропроизводительность 20 кг/с. Рабочее давление пара р = 4 МПа, а температура его t = 440°С. Теплота сгорания топлива равна 12 600 кДж/кг; температура питательной воды tп.в. = 145°С. Определить к.п.д. котла, если расход топлива со­ставляет 4,89 кг/с.

 340. Паровые котлы высокого давления Таганрогского завода «Красный котельщик» имеют паропроизводительность 640 т/ч при давлении пара р = 137 МПа и темпера­туре t = 570°С. Температура питательной воды tв = 230°С. Теплота сгорания топлива составляет 25 120 кДж/кг. Чему равен часовой расход топлива, если к.п.д. парового котла составляет 87,6%?

 341. Паровая машина с приводом для заводских целей, созданная талантливым русским ученым изобретателем И. И. Ползуновым, имела следующие размеры: диаметр цилиндра 0,81 м и ход поршня 2,56 м. Давление пара, поступающего 6 машину, составляло 0,118 МПа. Считая пар, поступающий в машину, влажным насы­щенным со степенью сухости х = 0,97, определить массу пара в цилиндре машины.

 342. Найти диаметр паропровода, по которому проте­кает пар при давлении р = 1,2 МПа и температуре t = 260°С. Расход пара М = 350 кг/ч, скорость пара ω = 50 м/с.

343. Определить диаметр паропровода, по которому протекает пар при давлении р = 1,8 МПа. Расход пара М = 1,11 кг/с, скорость пара ω = 20 м/с. Произвести расчет для трех случаев; 1) х1 = 0,9; 2) х2 = 1; 3) t = 340°С.

 344. Паровая турбина расходует 51 000 кг/ч пара. Отработавший в турбине пар поступает в конденсатор при давлении рн = 0,0045 МПа и влажности (1 — х) = 11%. Определить часовой расход охлаждающей воды, если ее начальная температура t1 = 12°С, конечная t2 = 23°С, а температура конденсата соответствует темпера­туре насыщения.

 345. В паровом котле объемом V = 12 м3 находятся 1800 кг воды и пара при давлении 11 МПа и температуре насыщения. Определить массы воды и сухого насыщенного пара, находящиеся в котле.

 346. В паровом котле объемом V = 15 м3 находятся 4000 кг воды и пара при давлении 4 МПа и температуре насыщения. Определить массы воды и сухого насыщенного пара, находящиеся в котле.

 347. В паровом котле находятся 25 м3 воды при дав­лении 3,5 МПа и температуре насыщения. Какое количество пара по массе и объему образова­лось бы в котле, если бы давление в нем упало до 0,1 МПа?

 348. В пароперегреватель парового котла поступает пар в количестве D = 20 т/ч при давлении р = 4 МПа и со степенью сухости х = 0,98. Количество теплоты, сообщенной пару в пароперегревателе, составляет 11 313 МДж/ч.

 349. Для регулирования температуры перегретого пара в некоторых случаях к нему примешиваютнасыщенный пар. Определить, какое количество насыщенного пара при давлении 4 МПа надо прибавить к 1 кг перегретого пара при 3,9 МПа и 470°С для снижения температуры пара до 450°С при неизменном давлении.

350. Построить в координатах Тэ в масштабе по не­скольким точкам нижнюю и верхнюю пограничные кри­вые, а также две изобары в области влажного пара; р1 = 1 МПа и рг = 5 МПа.

351. Задано состояние пара:

р = 1,6 МПа; х = 0,96. Определить остальные параметры, пользуясь диаграммой, и сравнить их со значениями этих же параметров, вычисленных с помощью таблиц водяного пара и соответствующих формул.

352. Пользуясь диаграммой is водяного пара, опреде­лить энтальпию пара: а) сухого насыщенного при давлении р = 1 МПа; б) влажного насыщенного при р = 1 МПа и х = 0,95; в) перегретого при р = 1 МПа и t = 300°С.

 353. Пользуясь диаграммой is, определить энтальпию пара: а) сухого насыщенного при р = 2,2 МПа, б) влаж­ного насыщенного при р = 0,8 МПа и х = 0,96; в) пере­гретого при р = 2,9 МПа и t = 400°С.

 354. Задано состояние пара:

р = 2 МПа; t = 340° С. Определить, пользуясь диаграммой is, значения s, tн и перегрев пара.

 355. На диаграмме is выбрать точку в области насы­щенного пара и определить следующие параметры, харак­теризуемые этой точкой: р, х, t, i, s.

 356. Определить, пользуясь диаграммой is, значения параметров ix, sx и υх для водяного пара при р = 0,8 МПа и х = 0,96. Сравнить полученные данные со значениями этих величин, полученными при помощи формул и таблиц.

 357. В закрытом сосуде содержится 1 м3 сухого насыщенного водяного пара при давлении 1 МПа. Определить давление, степень сухости пара и количество отданной им теплоты, если охладился до 60ºС.

 358. Определить количество теплоты, которое нужно сообщить 6 кг водяного пара, занимающего объем 0,6 м3 при давлении 0,6 МПа, чтобы при υ = const повысить его давление до 1 МПа; найти также конечную сухость пара.

 359. 1 м3 пара при давлении р = 0,981 МПа и темпе­ратуре t = 300°С охлаждается при постоянном объеме до 100°С. Определить количество теплоты, отданной паром.

 360. В баллоне емкостью 1 м3 находится пар при р = 0,981 МПа и х = 0,78. Сколько теплоты нужно сообщить баллону, чтобы пар сделался сухим насыщенным?

 361. В паровом котле находится 8250 кг пароводяной смеси с паросодержанием х = 0,0015 при давлении 0,4 МПа. Сколько времени необходимо для поднятия давления до 1 МПа при закрытых вентилях, если пароводяной смеси сообщается 18 МДж/мин?

 362. Влажный пар имеет при давлении р = 1,5 МПа паросодержание х = 0,80. Какое количество теплоты нужно сообщить 1 кг данного пара, чтобы довести его степень сухости при постоянном давлении до х2 = 0,95.

 363. Влажный пар имеет при давлении р1 = 0,8 МПа степень сухости х = 0,9. Какое количество теплоты нужно сообщить 1 кг этого пара, чтобы перевести его при постоянном давлении в сухой насыщенный пар?

 364. 1 кг водяного пара при р = 1 МПа и t1 = 240ºС нагревается при постоянном давлении до 320ºС. Определить затраченное количество теплоты, работу расширения и изменение внутренне энергии пара.

 365. 1 кг водяного пара при р1 = 1,6 МПа и t1 = 300°С нагревается при постоянном давлении до 400°С. Определить затраченное количество теплоты, работу расширения и изменение внутренней энергии пара.

 366. Энтальпия влажного насыщенного пара при давлении р1 = 1,4 МПа составляет ix = 2705 кДж/кг. Как изменится степень сухости пара, если к 1 кг его будет подведено 40 кДж теплоты при постоянном давлении?

 367. К 1 кг пара при давлении 0,8 МПа и степени влажности 70% подводится при постоянном давлении 820 кДж теплоты. Определить степень сухости, объем и энтальпию пара в конечном состоянии.

 368. 1 кг влажного пара при давлении 1,8 МПа и влажности 3% перегревается при постоянном давлении до t = 400°С. Определить работу расширения, количество сообщен­ной теплоты и изменение внутренней энергии.

 369. Из парового котла поступает в пароперегреватель 2700 кг/ч пара при р = 1,6 МПа и х = 0,98. Температура пара после пароперегревателя равна 400ºС. Найти количество теплоты, которое пар получает в пароперегревателе, и отношение диаметров паропроводов до и после пароперегревателя, считая скорости пара в них одинаковыми.

 370. На рис. 72 дана схема прямоточного котла высо­кого давления системы проф. Рамзина. Производитель­ность котла 230 т/ч пара при давлении 9,8 МПа и темпе­ратуре 500°С. Питательная вода поступает в змеевик 1 с температурой 185°С, подогревается в нем до 233°С и направляется в змеевик 2, расположенный в топке. В этом змеевике вода подогревается до температуры насыщения и испаряется значительная ее часть, а конеч­ная степень сухости пара доводится до 69%. Далее пароводяная смесь поступает в змеевик 3, в котором пар досушивается и перегревается до 340°С. Затем пар поступает в змеевик 4 и в пароперегреватель 5. Определить количество теплоты, которое получает 1 кг рабочего тела в змеевиках 2 и 3.

 371. 1 м3 водяного пара при давлении р1 = 1 МПа и х = 0,65 расширяется при р = const до тех пор, пока его удельный объем не станет равным υ2 = 0,19 м3/кг. Найти конечные параметры, количество теплоты, уча­ствующей в процессе, работу и изменение внутренней энергии.

 372. От 1 кг водяного пара с начальными параметрами р1 = 1,6 МПа и υ1 = 0,15 м3/кг отводится теплота при р = const. При этом в одном случае конечный объем υ2 = 0,13 м3/кг, а в другом – υ2 = 0,10 м3/кг. Определить конечные параметры, количество теплоты, участвующей в процессе, работу и изменение внутренней энергии.

 373. Отработавший пар из паровой машины направ­ляется в конденсатор. Состояние отработавшего пара; р = 0,01 МПа и х = 0,83. Какое количество воды для охлаждения необходимо подавать в конденсатор, если температура ее повышается на Δt = 15°С, а конденсат забирается из конденсатора при температуре t = 35°С?

 374. 2 кг пара, занимающие при р = 0,8 МПа объем Vi = 0,15 м3, изотермически расширяются до V2 = 0,35 м3. Определить работу расширения, количество подведенной теплоты и степень сухости пара.

 375. 1 кг пара при давлении р1 = 0,6 МПа и температуре t1 = 200ºС сжимают изотермически до конечного объема υ2 = 0,11 м3/кг. Определить конечные параметры и количество теплоты, участвующей в процессе.

 376. 6 кг пара при давлении р1 = 1 МПа и степени сухости х1 = 0,505 расширяются изотермически так, что в конце расширения пар оказывается сухим насыщенным. Определить количество теплоты, сообщенной пару, произведенную им работу и изменение внутренней энергии.

 377. 1 кг пара при р1 = 1,8 МПа и х1 = 0,7 изотерми­чески расширяется до р2 = 0,8 МПа (рис. 74). Определить конечные параметры, количество подве­денной теплоты, изменение внутренней энергии и работу расширения.

 378. Сухой насыщенный водяной пар расширяется адиабатно от давления 1 МПа до 0,05 МПа. Определить степень сухости в конце расширения. Задачу решить при помощи диаграммы is и аналитическим путем.

 379. 1 кг пара расширяется адиабатно от начальных параметров р1 = 3 МПа и t1 = 300ºС до р2 = 0,05 МПа. Найти значения i1, i2, u1, υ2, x2 и работу расширения.

 380. 1,2 м3 влажного пара со степенью сухости х = 0,8 расширяется адиабатно от 0,4 до 0,06 МПа. Определить степень сухости, объем пара в конце рас­ширения и произведенную им работу.

 381. Найти по диаграмме is адиабатный перепад теп­лоты и конечное состояние при расширении пара от 1,4 МПа и 300°С до 0,006 МПа.

 382. 1 кг пара расширяется адиабатно от начальных параметров р1 = 9 МПа и t1 = 500ºС до р2 = 0,004 МПа. Найти значения i1, υ1, i2, υ2, х2 и работу расширения.

 383. Влажный пар при р1 = 0,8 МПа и x1 = 0,95 рас­ширяется адиабатно до р2 = 0,004 МПа. Определить степень сухости пара в конце расширения аналитическим и графическим путем.

 384. Пар при давлении p1 = 1,8 МПа и температуре t1 = 350°С расширяется адиабатно до конечного давле­ния р2 = 0,008 МПа. Найти степень сухости в конце процесса и давление, при котором пар в процессе расширения окажется сухим насыщенным.

 385. Пар с начальным давлением р1 = 2 МПа и тем­пературой t1 = 300°С расширяется адиабатно до р2 = 0,004 МПа. Определить начальные и конечные параметры и работу расширения 1 кг пара.

 386. Пар с начальным давлением р1 = 1,8 МПа и температурой t1 = 340°С расширяется адиабатно до дав­ления р2 = 0,006 МПа. Определить работу расширения и конечное состояние пара.

 387. 1 кг пара при давлении р1 = 5 МПа и темпера­туре t1 = 400°С расширяется по адиабате до давления 0,05 МПа. Найти, пользуясь диаграммой is, температуру и сте­пень сухости для конечного состояния пара, а также адиабатный перепад теплоты

 388. 5 кг водяного пара, параметры которого р1 = — 2 МПа и V1 = 0,5 м3, расширяются адиабатно до дав­ления р2 = 0,2 МПа. Определить конечный объем пара, степень сухости его и произведенную им работу.

Часть задач есть решенные, контакты


Рубрика: Задачи, Термодинамика и теплотехника | Метки: , , , , , , , , | Добавить комментарий

Термодинамика ТТ.5 Глава VIII

TT.5 Глава VIII. Рабинович

Круговые процессы 259-309

Часть задач есть решенные, контакты

 259. К газу в круговом процессе подведено 250 кДж теплоты. Термический к.п.д. равен 0,46. Найти работу, полученную за цикл.

 260. В результате осуществления кругового процесса получена работа, равная 80 кДж, а отдано охладителю 50 кДж теплоты. Определить термический к.п.д. цикла.

 261. 1 кг воздуха совершает цикл Карно (см. рис. 31) в пределах температур t1 = 627ºС и t2 = 27ºС, причем наивысшее давление составляет 6 МПа, а наинизшее – 0,1 МПа. Определить параметры состояния воздуха в характерных точках цикла, работу, термический к.п.д. цикла и количество подведенной и отведенной теплоты.

 262. 1 кг воздуха совершает цикл Карно между темпе­ратурами t1 = 327°С и t2 = 27°С; наивысшее давление при этом составляет 2 МПа, а наинизшее — 0,12 МПа. Определить параметры состояния воздуха в характер­ных точках, работу, термический к.п.д. цикла и коли­чества подведенной и отведенной теплоты.

 263. 1 кг воздуха совершает цикл Карно в пределах температур t1 = 250°С и t2 = 30°С. Наивысшее давле­ние р1 = 1 МПа, наинизшее — р3 = 0,12 МПа. Определить параметры состояния воздуха в характерных точках, количества подведенной и отведенной теп лоты, работу и термический к.п.д. цикла.

 264. Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при υ = const определить параметры в характерных точках, полученную работу, термический к.п.д., количество подведенной и отведенной теплоты, если дано: р1 = 0,1 МПа; t1 = 20ºС; ε = 3,6; λ = 3,33; k = 1,4. Рабочее тело – воздух. Теплоемкость принять постоянной.

 265. Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при υ = const определить параметры характерных для цикла точек, количества подведенной и отведенной теплоты, термический к.п.д. цикла и его полезную работу, если дано: р1 = 0,1 МПа; t1 = 100°С; ε = 6; λ = 1,6; k = 1,4. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять по­стоянной.

 266. В цикле поршневого двигателя внутреннего сго­рания с подводом теплоты при υ = const степень сжатия ε = 5, степень увеличения давления k = 1,5. Определить термический к.п.д. этого цикла, а также цикла Карно, совершающегося при тех же предельных температурах. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость при­нять постоянной.

 267. Построить график зависимости термического к. п. д. от степени сжатия для цикла поршневого двига­теля внутреннего сгорания с подводом теплоты при υ = const для значений ε от 2 до 10 при k = 1,37.

 268. 1 кг воздуха работает по циклу, изображенному на рис. 53. Начальное давление воздуха р1 = 0,1 МПа, начальная температура t1 = 27ºС, а степень сжатия ε = 5. Количество теплоты, подводимой во время изохорного сжатия, равно 1300 кДж/кг. Определить параметры воздуха в характерных точках и полезную работу цикла. Теплоемкость воздуха считать постоянной.

 269. Поршневой двигатель работает на воздухе по циклу с подводом теплоты при υ = const. Начальное со­стояние воздуха: р1 = 0,785 МПа и t1 = 17°С. Степень сжатия ε = 4,6. Количество подведенной теплоты состав­ляет 100,5 кДж/кг. Найти термический к.п.д. двигателя и его мощность, если диаметр цилиндра d = 0,24 м, ход поршня S = 0,34 м, число оборотов ρ = 21 рад/с (200 об/мин) и за каждые два оборота совершается один цикл.

 270. Температура воспламенения топлива, подаваемого в цилиндр двигателя с изобарным подводом теплоты, равна 800°С. Определить минимально необходимое значение степени сжатия е, если начальная температура воздуха t1 = 77°С. Сжатие считать адиабатным, k = 1,4.

 271. Для цикла с подводом теплоты при р = const (рис. 54) найти параметры в характерных точках, полезную работу, термический к.п.д., количество подведенной и отведенной теплоты, если дано: р1 = 0,1 МПа; t1 = 20ºС; ε = 12,7; k = 1,4. Рабочее тело – воздух. Теплоемкость считать постоянной.

 272. Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при р = const определить параметры в характерных1 точках, полезную работу, количество подведенной и отведенной теплоты и термиче­ский к.п.д., если дано: р1 = 100 кПа, t1 = 70°; ε = 12; k = 1,4; ρ = 1,67. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.

273. Найти давление и объем в характерных точках цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с под­водом теплоты при р = const, а также термический к. п. д. и полезную работу, если дано: p1 = 100 кПа, ε = 14; ρ = 1,5; k = 1,4. Диаметр цилиндра d = 0,3 м, ход поршня S = 0,45 м. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость считать постоянной.

 274. Построить график зависимости термического к.п.д. цикла с подводом теплоты при р = const от сте­пени предварительного расширения для значений его от 1,5 до 3,5 при ε = 16 и k = 1,4.

 275. В цикле с подводом теплоты при р = const на­чальное давление воздуха р1 = 0,09 МПа, температура t1 = 47°С, степень сжатия ε = 12, степень предваритель­ного расширения ρ = 2 и V1 = 1 м3. Определить параметры в характерных точках цикла, количество подведенной и отведенной теплоты, работу цикла и его термический к.п.д. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.

 276. Определить термический к.п.д. цикла, состоящего из двух изохор и двух изобар (рис. 55). Рабочее тело – воздух. Теплоемкость принять постоянной.

 277. Найти термический к. п. д. цикла, изображенного на рис. 56. Пользоваться при выводе следующими обозначениями: υ12 = ε; р3/р2 = λ; υ43 = ρ; υ54 = δ. Теплоемкость принять постоянной.

 278. Определить термический к.п.д. цикла (рис. 57), состоящего из изохоры, адиабаты и изобары.

 279. Найти термический к.п.д. цикла, изображенного на рис. 58. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.

 280. В цикле поршневого двигателя со смешанным подводом теплоты (рис. 59) начальное давление р1 = 90 кПа, начальная температура t1 = 67°С. Количество подведенной теплоты Q = 1090 кДж/кг. Степень сжатия ε = 10.

 281. Рабочее тело поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты обладает свой­ствами воздуха. Известны начальные параметры р1 = 0,1 МПа, t1 = 30°С и следующие характеристики цикла; ε = 7, λ = 2,0 и ρ = 1,2. Определить параметры в характерных для цикла точ­ках, количество подведенной теплоты, полезную работу и термический к.п.д. цикла. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость считать постоянной.

 282. Для идеального цикла газовой турбины с подводом теплоты при р = const (см. рис. 39) найти параметры в характерных точках, полезную работу, термический к.п.д., количество подведенной и отведенной теплоты, если дано: р1 = 100 кПа; t1 = 27ºС; t3 = 700ºС; λ =  = 10; k = 1,4. Рабочее тело – воздух. Теплоемкость принять постоянной.

 283. Для идеального цикла газовой турбины с подво­дом теплоты при р = const (см. рис. 39) определить пара­метры в характерных точках, полезную работу, термиче­ский к. п. д., количество подведенной и отведенной теп­лоты. Дано; p1 = 0,1 МПа; t1x = 17°С; t3 = 600°С; λ = p2/p1 = 8. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость при­нять постоянной.

 284. Газовая турбина работает по циклу с подводом теплоты при р = const. Известны параметры; р1 = 0,1 МПа; t1 = 40°С; t4 = 400°С, а также степень увеличения давления λ = 8. Рабочее тело — воздух. Определить параметры в характерных точках цикла, количество подведенной и отведенной теплоты, работу, совершаемую за цикл, и термический к.п.д. Теплоем­кость считать постоянной.

 285. На рис. 60 приведена принципиальная схема газо­турбинной установки, работающей с подводом теплоты при р = const и с полной регенерацией тепла. На рисунке: ТН — топливный насос; КС—камера сгорания; ГТ — газовая турбина; ВК — воздушный компрессор; ПД — пусковой двигатель; Р — регенеративный подогреватель. Цикл этой установки представлен на рис. 42. Известны параметры t1 = 30°С и t5 = 400°С, а также степень повышения давления в цикле λ = 6. Рабочее тело — воздух. Определить термический к.п.д. цикла. Какова эко­номия от введения регенерации?

 286. Газовая турбина работает по циклу с подводом тепла при р = const без регенерации (см. рис. 39). Известны степень повышения давления в цикле λ = p2/р1 = 7 и степень предварительного расширения ρ = υ32 = 2,4. Рабочее тело— воздух. Найти термический к.п.д. этого цикла и сравнить его с циклом поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при р = const при одинаковых степенях сжатия е и при одинаковых степенях расширения р. Представить цикл в диаграмме Ts.

 287. Газотурбинная установка работает с подводом теплоты при υ = const и с полной регенерацией. Известны параметры: t1 = 30°С и t5 = 400°С, а также λ = р2/р1 = 4. Рабочее тело — воздух. Определить термический к.п.д. этого цикла. Изобра­зить цикл в диаграмме Ts.

 288. Построить график зависимости термического к. п. д., идеального цикла газовой турбины с подводом теплоты при р = const для λ = 2, 4, 6, 8 и 10.

 289. Компрессор всасывает 400 м3/ч воздуха при дав­лении р1 = 0,1 МПа и температуре t1 = 20°С и сжимает его до давления р2 = 0,5 МПа. Определить теоретическую работу компрессора при адиабатном сжатии и температуру воздуха в конце сжатия.

 290. Компрессор всасывает 100 м3/ч воздуха при дав­лении р1 = 0,1 МПа и температуре t1 = 27°С. Конечное давление воздуха составляет 0,8 МПа. Найти теоретическую мощность двигателя для привода компрессора и расход охлаждающей воды, если темпера­тура ее повышается на 13°С. Расчет произвести для изо­термического, адиабатного и политропного сжатия. Пока­затель политропы принять равным 1,2, а теплоемкость воды 4,19 кДж/кг.

 291. Определить мощность идеального компрессора с изотермическим сжатием и часовое количество теплоты, передаваемое охлаждающей водой, если р1 = 101 325 Па, а давление сжатого воздуха р2 = 0,4 МПа. Расход вса­сываемого воздуха 500 м3/ч.

 292. Компрессор всасывает 250 м3/ч воздуха при р1 = 0,09 МПа и t1 = 25°С и сжимает его до р2 = 0,8 МПа. Какое количество воды нужно пропускать через ру­башку компрессора в час, если сжатие происходит политропно с показателем т = 1,2 и температура воды повы­шается на 15°С?

 293. Компрессор всасывает 120 м3/ч воздуха при р1 = 0,1 МПа и t1 = 27°С и сжимает его до р2 = 1,2 МПа. Определить; а) температуру сжатого воздуха при вы­ходе из компрессора; б) объем сжатого воздуха; в) работу и мощность, расходуемые на сжатие воздуха. Расчет произвести для изотермического, адиабатного и политропного сжатия воздуха. Показатель политропы принять равным 1,3.

 294. Компрессор всасывает в минуту 100 м3 водорода при температуре 20°С и давлении 0,1 МПа и сжимает его до 0,8 МПа. Определить потребную мощность двигателя для при­вода компрессора при адиабатном сжатии, если эффектив­ный к.п.д. компрессора ηк = 0,7.

 295. Приемные испытания компрессоров обычно про­водятся не на газе, на котором должен работать компрес­сор, а на воздухе. Для условий предыдущей задачи найти потребную мощность двигателя при работе компрессора на воздухе. Сравнить полученные результаты.

 296. Производительность компрессора Vк = 700 м3 воз­духа в час; начальные параметры воздуха; р1 = 0,1 МПа; t1 = 20°С; конечное давление р2 = 0,6 МПа. Определить теоретическую мощность двигателя для привода компрессора, если сжатие будет производиться изотермически. На сколько возрастет теоретическая мощность двигателя, если сжатие в компрессоре будет совершаться по адиабате?

 297. Компрессор всасывает воздух при давлении 0,1 МПа и температуре 20°С и сжимает его изотермически до 0,8 МПа. Определить производительность Vк компрессора в м3/ч, если известно, что теоретическая мощность двигателя для привода компрессора равна 40,6 кВт. Найти также часо­вой расход охлаждающей воды, если ее температура при охлаждении цилиндра компрессора повышается на 10°С. Теплоемкость воды принять равной 4,19 кДж/кг.

 298. Вывести формулу для определения объемного к.п.д. компрессора через относительную величину вред­ного пространства и отношение давлений нагнетания и всасывания.

 299. Одноступенчатый компрессор, имеющий относительную величину вредного пространства 0,05, сжимает 400 м3/ч воздуха при нормальных условиях от давления р1 = 0,1 МПа и температуры t1 = 20ºС до давления р2 = 0,7 МПа. Сжатие и расширение воздуха совершаются по политропе с показателем m = 1,3 (рис. 61). Определить потребную мощность двигателя для привода компрессора и его объемный к.п.д. Эффективный к.п.д. компрессора ηк = 0,7.

 300. Относительная величина вредного пространства в одноступенчатом компрессоре составляет 0,05. Произво­дительность компрессора равна 500 м3 воздуха при р1 = 0,1 МПа и t1 = 27°С. Конечное давление р2 = 0,9 МПа. Сжатие воздуха и расширение его после на­гнетания происходят по политропе с показателем т = 1,3.

 301. Относительная величина вредного пространства одноступенчатого поршневого компрессора равна 5%. Давление всасываемого воздуха р1 = 1 бар. Определить, при каком предельном давлении нагнетания производительность компрессора станет равной нулю. Процесс расширения воздуха, находящегося во вредном пространстве, и процесс сжатия воздуха считать адиабатными.

 302. Компрессор всасывает 100 м3/ч воздуха при температуре t1 = 27ºС и давлении р1 = 0,1 МПа и сжимает его до давления р2 = 6,4 МПа. Принимая процесс сжатия политропным с показателем m = 1,2, определить работу, затраченную на сжатие воздуха в компрессоре.

 303. Воздух при давлении 0,1 МПа и температуре 20ºС должен быть сжат по адиабате до давления 0,8 МПа. Определить температуру в конце сжатия, теоретическую работу компрессора и величину объемного к.п.д.: а) для одноступенчатого компрессора; б) для двухступенчатого компрессора с промежуточными холодильником, в котором воздух охлаждается до начальной температуры. Относительная величина вредного пространства равна 8%. Полученные результаты свести в таблицу и сравнить между собой.

 304. Двухступенчатый компрессор всасывает воздух при давлении р1 = 0,1 МПа и температуре t1 = 20°С и сжимает его до конечного давления рг = 4 МПа. Между ступенями компрессора установлен промежуточный холо­дильник, в котором воздух охлаждается при постоянном давлении до начальной температуры. Производительность компрессора Vк = 500 3/ч. Определить теоретическую мощность каждой ступени и количество теплоты, которое должно быть отведено от обеих ступеней компрессора и промежуточного холо­дильника, если известно, что отношение конечного давле­ния к начальному одинаково для обеих ступеней и сжа­тие происходит политропно с показателем т = 1,3. Изобразить процесс сжатия и охлаждения воздуха в диа­граммах pυ и Ts.

 305. Для двигателя с воспламенением от сжатия необходим трехступенчатый компрессор, подающий 250 кг/ч воздуха при давлении 8 МПа. Определить теоретическую мощность компрессора. Сжатие считать адиабатным. В начале сжатия р1 = 0,095 МПа и t1 = 17ºС.

 306. Трехступенчатый компрессор всасывает 60 м3/ч воздуха при р1 = 0,08 МПа и t1 = 27°С и сжимает его адиабатно до 10 МПа. Определить производительность компрессора по сжатому воздуху Vсж и работу, затраченную на сжатие в компрессоре.

 307. Производительность воздушного компрессора при начальных параметрах р1 = 0,1 МПа и t1 = 25ºС и конечном давлении р2 = 0,6 МПа составляет 500 кг/ч. Процесс сжатия воздуха – политропный, показатель политропы m = 1,2. Отношение хода поршня к диаметру = 1,3. Число оборотов n = 31,4 рад/с (300 об/мин.). Определить теоретическую мощность двигателя, необходимую для привода компрессора, ход поршня и диаметр цилиндра.

308. На рис. 62 показан процесс работы двигателя, в котором рабочим телом является сжатый воздух. Определить необходимый массовый расход воздуха, если теоретическая мощность воздушного двигателя N = 10 кВт. Начальные параметры воздуха; р1 = 1 МПа и t1 = 15ºС. Процесс расширения воздуха принять политропным с показателем m = 1,3. Конечное давление воздуха р2 = 0,1 МПа.

 309. В двигатель поступает воздух при давлении р1 = 1 МПа и температуре t1 = 20°С. В цилиндре дви­гателя воздух расширяется до давления рг = 0,1 МПа. Определить работу, совершаемую 1 кг воздуха, если расширение в цилиндре происходит: а) изотермически, б) адиабатно и в) политропно с показателем т = 1,3).

 Часть задач есть решенные, контакты

Рубрика: Задачи, Термодинамика и теплотехника | Метки: , , , , , , | Добавить комментарий

Термодинамика ТТ.5 Глава VII

TT.5 Глава VII. Рабинович

Второй закон термодинамики 237-258

Часть задач есть решенные, контакты

237. Определить энтропию 1 кг кислорода при р = 0,8 МПа и t = 250ºС. Теплоемкость считать постоянной.

238. Определить энтропию 6,4 кг азота при р = 0,5 МПа и t = 300°С. Теплоемкость считать посто­янной.

239. Найти энтропию 1 кг кислорода при р = 0,8 МПа и t = 250ºС. Теплоемкость считать переменной, приняв зависимость ее от температуры линейной.

240. 1 кг кислорода при температуре t1 = 127ºС расширяется до пятикратного объема; температура его при этом падает до t2 = 27ºС. Определить изменение энтропии. Теплоемкость считать постоянной.

241. 1 кг воздуха сжимается от р1 = 0,1 МПа и t1 = 15°С до р2 = 0,5 МПа и t2 = 100°С. Определить изменение энтропии. Теплоемкость счи­тать постоянной.

242. 1 кг воздуха сжимается по адиабате так, что объем его уменьшается в 6 раз, а затем при υ = const давление повышается в 1,5 раза. Найти общее изменение энтропии воздуха. Теплоемкость считать постоянной.

243. В диаграмме Тs для идеального газа нанесены три изобары (рис. 22). Две крайние изобары относятся к давлениям соответственно 0,1 и 10 МПа. Определить, какое давле­ние соответствует средней изобаре.

244. 10 м3 воздуха, находящегося в начальном состоянии при нормальных условиях, сжимают до конечной температуры 400ºС. Сжатие производится: 1) изохорно, 2) изобарно, 3) адиабатно и 4) политропно с показателем политропы m = 2,2. Считая значение энтропии при нормальных условиях равным нулю и принимая теплоемкость воздуха постоянной, найти энтропию воздуха в конце каждого процесса.

245. Найти приращение энтропии 3 кг воздуха; а) при нагревании его по изобаре от 0 до 400°С; б) при нагре­вании его по изохоре от 0 до 880°С; а) при изотермиче­ском расширении с увеличением объема в 16 раз. Тепло­емкость считать постоянной.

246. 1 кг воздуха сжимается по политропе от 0,1 МПа и 20°С до 0,8 МПа при т = 1,2. Определить конечную температуру, изменение эн­тропии, количество отведенной теплоты и затраченную работу.

247. 1 кг воздуха, находящемуся в состоянии А (рис. 23), сообщается теплота один раз при р = const и другой – при υ = const так, что в обоих случаях конечные температуры одинаковы. Сравнить изменение энтропии в обоих процессах, если t1 = 15ºС и t2 = 500ºС. Теплоемкость считать переменной, приняв зависимость ее от температуры линейной.

248. В процессе политропного расширения воздуха температура его уменьшилась от t1 = 25ºС до t2 = — 37ºС. Начальное давление воздуха р1 = 0,4 МПа, количество его М = 2 кг. Определить изменение энтропии в этом процессе, если известно, что количество подведенной к воздуху теплоты составляет 89,2 кДж.

249. Построить в диаграмме Ts для 1 кг воздуха в пределах от 0 до 200ºС изохоры: υ1 = 0,2 м3/кг; υ2 = 0,4 м3/кг, υ3 = 0,6 м3/кг. Теплоемкость считать постоянной.

250. Построить в диаграмме Ts для воздуха, в преде­лах от 0 до 500°С, изобары; р1 = 0,2 МПа, р2 = 0,6 МПа и р3 = 1,8 МПа.

251. 1 кг воздуха при р1 = 0,9 МПа и t1 = 10ºС сжимается по адиабате до р2 = 3,7 МПа. Пользуясь диаграммой Ts, найти конечную температуру, а также то давление, до которого нужно сжать воздух, чтобы температура его стала t3 = 80ºС.

252. 1 кг воздуха расширяется по адиабате от р1 = 0,6 МПа а t1 = 130°С до р2 = 0,2 МПа. Определить конечную температуру, пользуясь диа­граммой Ts.

253. 1 кг воздуха при р1 = 0,09 МПа и t1 = 100°С сжимается по адиабате так, что его объем уменьшается в 16 раз. Найти конечную температуру и конечное давление, пользуясь диаграммой Тs.

254. В сосуде объемом 300 л заключен воздух при давлении р1 = 5 МПа и температуре t1 = 20°С. Пара­метры, среды; р0 = 0,1 МПа, t0 = 20°С. Определить максимальную полезную работу, которую может произвести сжатый воздух, находящийся в сосуде. Представить процесс в диаграмме рυ.

255. В сосуде объемом 200 л находится углекислота при температуре t1 = 20°С и давлении р1 = 10 МПа. Температура среды t0 = 20°С, давление среды р0 = 0,1 МПа. Определить максимальную полезную работу, которую может произвести находящаяся в сосуде углекислота.

256. Торпеда приводится в действие и управляется автоматически, двигаясь на заданной глубине. Для дви­гателя торпеды используется имеющийся в ней запас сжатого воздуха. Найти максимальную полезную работу, которую может произвести воздушный двигатель тор­педы, если объем сжатого воздуха в ней V1 = 170 л, давление р1 = 18 МПа, а температура воздуха и морской воды t0 = 10°С. Торпеда отрегулирована на движение под уровнем моря на глубине 4 м. Определить также силу, с которой торпеда устрем­ляется вперед, если радиус ее действия должен быть равен 4 км, а потерями привода можно пренебречь.

257. Определить максимальную полезную работу, которая может быть произведена 1 кг кислорода, если его начальное состояние характеризуется параметрами t1 = 400ºС и р1 = 0,1 МПа, а состояние среды – параметрами t0 = 20ºС и р0 = 0,1 МПа. Представить процесс в диаграммах рυ и Ts.

258. В сосуде объемом 400 л заключен воздух при давлении р1 = 0,1 МПа и температуре t1= — 40°С. Параметры среды; р0 = 0,1 МПа и t0 = 20°С. Определить максимальную полезную работу, которую может произвести воздух, заключенный в сосуде. Пред­ставить процесс в диаграммах рυ и Тs.

Часть задач есть решенные, контакты

Рубрика: Задачи, Термодинамика и теплотехника | Метки: , , , , | Добавить комментарий

Термодинамика ТТ.5 Глава VI

TT.5 Глава VI. Рабинович

Основные газовые процессы 150-236

Часть задач есть решенные, контакты

150. Газ при давлении р1 = 1 МПа и температуре t1 = 20°С нагревается при постоянном объеме до t2 = 300°С. Найти конечное давление газа.

151. В закрытом сосуде емкостью V = 0,3 м3 содер­жится 2,75 кг воздуха при давлении р1 = 0,8 МПа и температуре t1 = 25°С. Определить давление и удельный объем после охлажде­ния воздуха до 0°С.

152. В закрытом сосуде заключен газ при разрежении р1 = 6667 Па и температуре t1 = 70ºС. Показание барометра – 101 325 Па. До какой температуры нужно охладить газ, чтобы разрежение стало р2 = 13 332 Па?

153. В закрытом сосуде заключен газ при давлении р1 = 2,8 МПа и температуре t1 = 120°С. Чему будет равно конечное давление р2, если темпе­ратура снизится до t2 = 25°С?

154. В закрытом сосуде находится газ при разреже­нии р1 = 2666 Па и температуре t1 = 10°С. Показание барометра — 100 кПа. После охлаждения газа разреже­ние стало равным 20 кПа. Определить конечную температуру газа tг.

155. До какой температуры t2 нужно нагреть газ при υ = const, если начальное давление газа р1 = 0,2 МПа и температура t1 = 20°С, а конечное давление р2 = 0,5 МПа.

156. В закрытом сосуде емкостью V = 0,6 м3 содержится воздух при давлении р1 = 0,5 МПа и температуре t1 = 20ºС. В результате охлаждения сосуда воздух, содержащийся в нем, теряет 105 кДж. Принимая теплоемкость воздуха постоянной, определить, какое давление и какая температура устанавливаются после этого в сосуде.

157. В закрытом сосуде емкостью V = 0,5 м3 содер­жится двуокись углерода при р1 = 0,6 МПа и t1 = 527°С. Как изменится давление газа, если от него отнять 420 кДж? Принять зависимость с = f (t) линейной.

158. Сосуд емкостью 90 л содержит воздух при давлении 0,8 МПа и температуре 30ºС. Определить количество теплоты, которое необходимо сообщить воздуху, чтобы повысить его давление при υ = const до 1,6 МПа. Принять зависимость с = f (t) нелинейной.

159. До какой температуры нужно охладить 0,8 м3 воздуха с начальным давлением 0,3 МПа и температурой 15°С, чтобы давление при постоянном объеме понизилось до 0,1 МПа? Какое количество теплоты нужно для этого отвести? Теплоемкость воздуха принять постоянной.

160. Сосуд объемом 60 л заполнен кислородом при давлении р1 = 12,5 МПа. Определить конечное давление кислорода и количество сообщенной ему теплоты, если начальная температура кислорода t1 = 10°С, а конечная t2 = 30°С. Теплоем­кость кислорода считать постоянной.

161. В цилиндре диаметром 0,4 м содержится 80 л воздуха при давлении р1 = 0,29 МПа и температуре t1 = 15°С. Принимая теплоемкость воздуха постоянной, опреде­лить, до какой величины должна увеличиться сила, дей­ствующая на поршень, чтобы последний оставался непо­движным, если к воздуху подводятся 83,7 кДж теплоты.

162. В резервуаре, имеющем объем V = 0,5 м3, находится углекислый газ при давлении р1 = 0,6 МПа и температуре t1 = 527ºС. Как изменится температура газа, если отнять от него при постоянном объеме 4,6 кДж? Зависимость теплоемкости от температуры считать линейной.

163. В калориметрической бомбе емкостью 300 см3 находится кислород при давлении p1 = 2,6 МПа и тем­пературе t1 = 22°С. Найти температуру кислорода t2 после подвода к нему теплоты в количестве 4,19 кДж, считая зависимость теплоемкости от температуры линейной.

164. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть 2 м3 воздуха при постоянном избыточном давлении р = 0,2 МПа от t1 = 100ºС до t2 = 500ºС? Какую работу при этом совершит воздух? Давление атмосферы принять равным 101 325 Па.

165. Определить количество теплоты, необходимое для нагревания 2000 м3 воздуха при постоянном давлении р = 0,5 МПа от t1 = 150°С до t2 = 600°С. Зависимость теплоемкости от температуры считать нелинейной.

166. В установке воздушного отопления внешний воздух при t1 = —15°С нагревается в калорифере при р = const до 60°С. Какое количество теплоты надо за­тратить для нагревания 1000 м3 наружного воздуха? Теплоемкость воздуха считать постоянной. Давление воздуха принять равным 101 325 Па.

167. В цилиндре находится воздух при давлении р = 0,5 МПа и температуре t1 = 400ºС. От воздуха отнимется теплота при постоянном давлении таким образом, что в конце процесса устанавливается температура t2 = 0ºС. Объем цилиндра, в котором находится воздух, равен 400 л. Определить количество отнятой теплоты, конечный объем, изменение внутренней энергии и совершенную работу сжатия. Зависимость теплоемкости от температуры считать нелинейной.

168. 0,2 м3 воздуха с начальной температурой 18°С подогревают в цилиндре диаметром 0,5 м при постоянном давлении р = 0,2 МПа до температуры 200°С. Определить работу расширения, перемещение поршня и количество затраченной теплоты, считая зависимость теплоемкости от температуры линейной.

169. Для использования отходящих газов двигателя мощностью N = 2500 кВт установлен подогреватель, через который проходит 60 000 м3/ч воздуха при тем­пературе t1 = 15ºС и давлении р = 0,101 МПа. Темпе­ратура воздуха после подогревателя равна 75°С. Определить, какая часть теплоты топлива использо­вана в подогревателе? К.п.д. двигателя принять равным 0,33. Зависимость теплоемкости от температуры считать линейной.

170. К 1 м3 воздуха, находящемуся в цилиндре со свободно движущимся нагруженным поршнем, подво­дится при постоянном давлении 335 кДж теплоты. Объем воздуха при этом увеличивается до 1,5 м3. Начальная температура воздуха равна 15°С. Какая устанавливается в цилиндре температура и какова работа расширения? Зависимость теплоемкости от температуры считать линейной.

171. 2 м3 воздуха с начальной температурой t1 = 15°С расширяются при постоянном давлении до 3 вследствие сообщения газу 837 кДж теплоты.Определить конечную температуру, давление ρ в процессе и работу расширения.

172. Отходящие газы котельной установки проходят через воздухоподогреватель. Начальная температура га­зов tг1 = 300°С, конечная tг2 = 160°С; расход газов равен 1000 кг/ч. Начальная температура воздуха соста­вляет tв1 = 15°С, а расход его равен 910 кг/ч. Определить температуру нагретого воздуха tв2, если потери воздухоподогревателя составляют 4%. Средние теплоемкости (срт) для отходящих из котла газов и воздуха принять соответственно равными 1,0467 и 1,0048 кДж/(кг · К).

173. Определить, какая часть теплоты, подводимой к газу в изобарном процессе, расходуется на работу и какая – на изменение внутренней энергии.

174. В цилиндре двигателя внутреннего сгорания нахо­дится воздух при температуре 500°С. Вследствие подвода теплоты конечный объем воздуха увеличился в 2,2 раза. В процессе расширения воздуха давление в цилиндре практически оставалось постоянным. Найти конечную температуру воздуха и удельные количества теплоты и работы, считая зависимость тепло­емкости от температурь) нелинейной.

175. Воздух, выходящий из компрессора с темпера­турой 190°С, охлаждается в охладителе при постоянном давлении р = 0,5 МПа до температуры 20°С. При этих параметрах производительность компрессора равна 30 м3/ч. Определить часовой расход охлаждающей воды, если она нагревается на 10°С.

176. К газообразным продуктам сгорания, находящимся в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, подводится при постоянном давлении столько теплоты, что температура смеси поднимается с 500 до 1900ºС. Состав газовой смеси следующий; = 15%; = 5%; = 6%; = 74%. Найти количество теплоты, подведенной к 1 кг газообразных продуктов сгорания, считая теплоемкость нелинейно зависящей от температуры.

177. Газовая смесь, имеющая следующий массовый состав: СО2 = 14%; О2 = 6%; N2 = 75%; Н2О = 5%, нагревается при постоянном давлении от t1 = 600°С до t2 = 2000°С. Определить количество теплоты, подведенной к 1 кг газовой смеси. Зависимость теплоемкости от температуры принять нелинейной.

178. При сжигании в топке парового котла каменного угля объем продуктов сгорания составляет Vв = 11,025 м3/кг. Анализ продуктов сгорания показывает следующий их объемный состав: СО2 = 10,3%; О2 = 7,8%; N2 = 75,3%; Н2О = 6,6%. Считая количество и состав продуктов сгорания неиз­менными по всему газовому тракту парового котла, а зависимость теплоемкости от температуры нелинейной, определить количество теплоты, теряемой с уходящими газами (на 1 кг топлива), если на выходе из котла темпе­ратура газов равна 180°С, а температура окружающей среды 20°С. Давление продуктов сгорания принято равным атмосферному.

179. 1 кг воздуха при температуре t1 = 30ºС и начальном давлении р1 = 0,1 МПа сжимается изотермически до конечного давления р2 = 1 МПа. Определить конечный объем затрачиваемую работу и количество теплоты, отводимой от газа.

180. Воздух в количестве 0,5 кг при р1 = 0,5 МПа и t1 = 30°С расширяется изотермически до пятикратного объема.

181. Для осуществления изотермического сжатия 0,8 кг воздуха при р1 = 0,1 МПа и t = 25°С затрачена работа в 100 кДж. Найти давление р2 сжатого воздуха и количество, теплоты, которое необходимо при этом отвести от газа?

182. 8 м3 воздуха при р1 = 0,09 МПа и t1 = 20°С сжимаются при постоянной температуре до 0,81 МПа. Определить конечный объем, затраченную работу и количество теплоты, которое необходимо отвести от газа.

183. При изотермическом сжатии 0,3 м3 воздуха с начальными параметрами р1 = 1 МПа и t1 = 300°С отводится 500 кДж теплоты. Определить конечный объем V2 и конечное давление р2.

 184. В воздушный двигатель подается 0,0139 м3/с воздуха при р1 = 0,5 МПа и t1 = 40°С. Определить мощность, полученную при изотермиче­ском расширении воздуха в машине, если р2 = 0,1 МПа.

185. Воздух при давлении p1 = 0,1 МПа и температуре t1 = 27°С сжимается в компрессоре до р2 = 3,5 МПа. Определить величину работы L, затраченной на сжатие 100 кг воздуха, если воздух сжимается изо­термически.

186. Построить в координатах рυ изотерму сжатия, если дана точка 1, характеризующая начальное состояние газа (рис. 13).

187. Воздуху в количестве 0,1 м3 при р1 = 1 МПа и t1 = 200°С сообщается 125 кДж теплоты; температура его при этом не изменяется. Определить конечное давление р2, конечный объем V2 и получаемую работу L.

188. При изотермическом сжатии 2,1 м3 азота, взя­того при p1 = 0,1 МПа, от газа отводится 335 кДж теплоты. Найти конечный объем V2, конечное давление р2 и затраченную работу L.

189. 0,5 м3 кислорода при давлении р1 = 1 МПа и температуре t1 = 30°С сжимаются изотермически до объема в 5 раз меньше начального. Определить объем и давление кислорода после сжатия, работу сжатия и количество теплоты, отнятого у газа.

190. Газ расширяется в цилиндре изотермически до объема в 5 раз больше первоначального. Сравнить величины работ: полного расширения и рас­ширения на первой половине хода поршня.

191. Начальное состояние газа характеризуется пара­метрами: р1 = 1 МПа и V1 = 0,5 м3. Построить изотерму расширения.

192. Начальное состояние газа определяется пара­метрами: р1 = 0,05 МПа и V1 = 1,5 м3. Построить изо­терму сжатия.

193. Как будут относиться между собой значения работы изотермического сжатия, вычисленные для равной массы различных газов, при прочих одинаковых условиях?

194. 10 кг воздуха при давлении р1 = 0,12 МПа и температуре t1 = 30°С сжимаются изотермически; при этом в результате сжатия объем увеличивается в 2,5 раза. Определить начальные и конечные параметры, коли­чество теплоты, работу и изменение внутренней энергии.

195. 1 кг воздуха при начальной температуре t1 = 30ºС и давлении р1 0,1 МПа сжимается адиабатно до конечного давления р2 = 1 МПа. Определить конечный объем, конечную температуру и затрачиваемую работу.

196. 1 кг воздуха при температуре t1 = 15°С и на­чальном давлении р1 = 0,1 МПа адиабатно сжимается до 0,8 МПа. Найти работу, конечный объем и конечную темпе­ратуру.

197. Воздух при давлении р1 = 0,45 МПа, расши­ряясь адиабатно до 0,12 МПа, охлаждается до t2 = — 45°С. Определить начальную температуру и работу, совер­шенную 1 кг воздуха.

198. 1 кг воздуха, занимающий объем υ1 = 0,0887 м3/кг при р1 = 1 МПа, расширяется до 10-кратного объема. Получить конечное давление и работу, совершенную воздухом, в изотермическом и адиабатном процессах.

199. Воздух при температуре t1 = 25°С адиабатно охлаждается до t2 = 55°С; давление при этом падает до 0,1 МПа. Определить начальное давление и работу расширения 1 кг воздуха.

200. 0,8 м3 углекислого газа при температуре t1 = 20°С и давлении р1 = 0,7МПа адиабатно расширяются до трехкратного объема. Определить конечные параметры р2 t2 и величину полученной работы L (k принять равным 1,28).

201. В газовом двигателе смесь газа и воздуха адиабатно сжимается так, что к концу сжатия ее температура оказывается на 200ºС ниже температуры самовоспламенения газа. В начале сжатия р1 = 0,09 МПа и t1 = 70ºС. Показатель адиабаты k = 1,36, R = 314 Дж/(кг · К), температура самовоспламенения равна 650ºС. Определить величину работы сжатия и степень сжатия ε = υ12.

202. До какого давления нужно адиабатно сжать смесь воздуха и паров бензина, чтобы в результате повы­шения температуры наступило самовоспламенение смеси? Начальные параметры: р1 = 0,1 МПа, t1 = 15°С. Температура воспламенения смеси t2 = 550°С; k = 1,39.

203. Адиабатным сжатием повысили температуру воздуха в двигателе так, что она стала равной температуре воспламенения нефти; объем при этом уменьшился в 14 раз. Определить конечную температуру и конечное давление воздуха, если р1 = 0,1 МПа и t1 = 100ºC.

204. Работа, затраченная на адиабатное сжатие 3 кг воздуха, составляет 471 кДж. Начальное состояние воздуха характеризуется параметрами: t1 = 15°С; р1 = 0,1 МПа. Определить конечную температуру и изменение вну­тренней энергии.

 205. В баллоне емкостью 100 л находится воздух при давлении р1 = 5 МПа и температуре t1 = 20ºС. Давление окружающей среды р2 = 0,1 МПа. Определить работу, которая может быть произведена содержащимся в баллоне воздухом при расширении его до давления окружающей среды по изотерме и по адиабате. Найти также минимальную температуру, которую будет иметь воздух в баллоне, если открыть вентиль и выпускать воздух из баллоне, если открыть вентиль и выпускать воздух из баллона до тех пор, пока давление в нем не станет равным давлению окружающей среды и при условии, что теплообмен воздуха с окружающей средой будет отсутствовать.

206. В цилиндре газового двигателя находится газо­вая смесь при давлении р1 = 0,1 МПа и температуре t1 = 50°С. Объем камеры сжатия двигателя составляет 16% от объема, описываемого поршнем. Определить конечное давление и конечную темпера­туру газовой смеси при адиабатном ее сжатии. Показатель адиабаты принять равным 1,38.

207. В двигателе с воспламенением от сжатия воздуха сжимается таким образом, что его температура поднимается выше температуры воспламенения нефти. Какое минимальное давление должен иметь воздух в конце процесса сжатия, если температура воспламенения нефти равна 800°С? Во сколько раз при этом уменьшится объем воздуха? Начальное давление воздуха р1 = 0,1 МПа, начальная температура воздуха t1 = 80°. Сжатие воздуха считать адиабатным.

208. Воздух адиабатно расширяется в цилиндре так, что конечный его объем в 5 раз больше начального. Сравнить работу полного расширение и расширения на первой половине хода поршня.

209. Объем воздуха при адиабатном сжатии в цилиндре двигателя внутреннего сгорания уменьшается в 13 раз. Начальная температура воздуха перед сжатием t1 = 77°С, а начальное давление р1 = 0,09 МПа. Определить температуру и давление воздуха после сжатия.

210. 2 кг воздуха при давлении р1 = 0,1 МПа и t1 = 15°С адиабатно сжимаются в цилиндре компрессора до давления р2 = 0,7 МПа. Найти конечную температуру сжатого воздуха и работу, затраченную на сжатие.

211. 1 м3 воздуха при давлении 0,095 МПа и началь­ной температуре 10°С сжимается по адиабате до 0,38 МПа. Определить температуру и объем воздуха в конце сжатия и работу, затраченную на сжатие.

212. Из сосуда, содержащего углекислоту при давлении 1,2 МПа и температуре 20ºС, вытекает 2/3 содержимого. Вычислить конечное давление и температуру, если в процессе истечения не происходит теплообмена со средой (k принять равным 1,28).

213. Воздух при температуре 127°С изотермически сжимается так, что объем его становится равным 1/4 на­чального, а затем расширяется по адиабате до начального давления. Найти температуру воздуха в конце адиабатного рас­ширения. Представить процесс расширения и сжатия воздуха в диаграмме pυ.

214. Воздушный буфер состоит из цилиндра, плотно закрытого подвижным поршнем. Длина цилиндра 50 см, а диаметр 20 см. Параметры воздуха, находящегося в цилиндре, соответствуют параметрам окружающей среды: р1 = 0,1 МПа и t1 = 20ºС. Определить энергию, которую может принять воздушный буфер при адиабатном сжатии воздуха, если движущийся без трения поршень продвинется на 40 см. Найти также конечное давление и конечную температуру воздуха.

215. 1 кг воздуха при температура t1 = 17°С сжи­мается адиабатно до объема, составляющего 1/6 начального, а затем расширяется изотермически до первоначального объема. Определить работу, произведенную воздухом в резуль­тате обоих процессов.

216. Воздух при температуре t1 = 20°С должен быть охлажден посредством адиабатного расширения до тем­пературы t2 = — 60°С. Конечное давление воздуха при этом должно составлять 0,1 МПа. Определить начальное давление воздуха р1 и удель­ную работу расширения l.

217. 1 кг воздуха при р1 = 0,5 МПа и t1 = 111ºС расширяется политропно до давления р2 = 0,1 МПа. Определить конечное состояние воздуха, изменение внутренней энергии, количество подведенной теплоты и полученную работу, если показатель политропы m = 1,2.

218. 1,5 кг воздуха сжимают политропно от р1 = 0,09 МПа и t1 = 18ºС и р1 = 1 МПа; температура при этом повышается до t2 = 125ºС. Определить показатель политропы, конечный объем, затраченную работу и количество отведенной теплоты.

219. Воздух в количестве 3 м3 расширяется политропно от р1 = 0,54 МПа и t1 = 45°С до р2 = 0,15 МПа. Объем, занимаемый при этом воздухом, становится рав­ным 10 м3. Найти показатель политропы, конечную температуру, полученную работу и количество подведенной теплоты.

220. В цилиндре двигателя с изобарным подводом теплоты сжимается воздух по политропе с показателем m = 1,33. Определить температуру и давление воздуха в конце сжатия, если степень сжатия  равна 14, t1 = 77ºС и р1 = 0,1 МПа.

221. 5 м3 воздуха при давлении р1 = 0,4 МПа и температуре t1 = 60ºС расширяются по политропе до трехкратного объема и давления р2 = 0,1 МПа. Найти показатель политропы, работу расширения, количество сообщенной извне теплоты и изменение внутренней энергии.

222. В процессе политропного сжатия затрачивается работа, равная 195 кДж, причем в одном случае от газа отводится 250 кДж, а в другом — газу сообщается 42 кДж. Определить показатели обеих политроп.

223. 1,5 м3 воздуха сжимаются от 0,1 МПа и 17°С до 0,7 МПа; конечная температура при этом равна 100°С. Какое количество теплоты требуется отвести, какую работу затратить и каков показатель политропы?

224. 0,01 м3 воздуха при давлении р1 = 1 МПа и температуре t1 = 25ºС расширяется в цилиндре с подвижным поршнем до 0,1 МПа. Найти конечный объем, конечную температуру, работу, произведенную газом, и подведенную теплоту, если расширение в цилиндре происходит: а) изотермически, б) адиабатно и в) политропно с показателями m = 1,3.

225. Горючая смесь в цилиндре двигателя, имеющая температуру t1 = 100°С и давление р1 = 0,09 МПа, подвергается сжатию по политропе с показателем m = 1,33. Определить конечное давление и степень сжатия в мо­мент, когда температура достигнет 400°С.

226. В процессе политропного расширения воздуху сообщается 83,7 кДж тепла. Найти изменение внутренней энергии воздуха и про­изведенную работу, если объем воздуха увеличился в 10 раз, а давление его уменьшилось в 8 раз.

227. Воздух расширяется по политропе, совершая при этом работу, равную 270 кДж, причем в одном слу­чае ему сообщается 420 кДж теплоты, а в другом — от воздуха отводится 92 кДж теплоты. Определить в обоих случаях показатели политропы.

228. 20 м3 воздуха при давлении р1 = 0,1 МПа и температуре t1 = 18ºС сжимают по политропе до р2 = 0,8 МПа, причем показатель политропы m = 1,25. Какую работу надо затратить для получения 1 м3 сжатого воздуха и какое количество теплоты отводится при сжатии?

229. Смесь коксового газа с воздухом сжимается по политропе с показателем т = 1,38; начальное давле­ние р1 = 0,1 МПа, начальная температура t1 = 50°С. Определить конечную температуру и давление, если степень сжатия ε = 4.

230. В газовом двигателе политропно сжимается горю­чая смесь [R = 340 Дж/(кг · К)] до температуры 450ºС. Начальное давление смеси р1 = 0,09 МПа, начальная температура t1 = 80°С. Показатель политропы т = 1,35. Найти работу сжатия и степень сжатия.

231. 2 м3 воздуха при давлении р1 = 0,2 МПа и тем­пературе t1 = 40°С сжимаются до давления р2 = 1,1 МПа и объема V2 = 0,5 м3. Определить показатель политропы, работу сжатия и количество отведенной теплоты.

232. Находящийся в цилиндре двигателя внутреннего сгорания воздух при давлении р1 = 0,09 МПа и t1= 100°С должен быть так сжат, чтобы конечная темпе­ратура его поднялась до 650°С. Определить, какое должно быть отношение объема камеры сжатия двигателя к объему, описываемому порш­нем, если сжатие происходит по политропе с показа­телем т = 1,3.

233. 1 кг воздуха при давлении р1 = 0,4 МПа и тем­пературе t1 = 100°С расширяется до давления р2 = 0,1 МПа. Найти конечную температуру, количество теплоты и совершенную работу, если расширение происходит: а) изохорно, б) изотермически, в) адиабатно и г) политропно с показателем  m = 1,2.

234. Исследовать политропные процессы расширения, если показатели политропы: m = 0,8; m = 1,1; m = 1,5 (k принять равным 1,4).

235. Исследовать политропные процессы сжатия, если показатели их т = 0,9 и т = 1,1. Величину & принять равной 1,4.

236. Определить, является ли политропным процесс сжатия газа, для которого параметры трех точек имеют следующие значения; р1 = 0,12 МПа; t1 = 30°С; р2 = 0,36 МПа; t2 = 91°С; р3 = 0,54 МПа; t3 = 116ºС.

Часть задач есть решенные, контакты

Рубрика: Задачи, Термодинамика и теплотехника | Метки: , , , , , , , | Добавить комментарий

Термодинамика ТТ.5 Глава V

TT.5 Глава V. Рабинович

Первый закон термодинамики 118-149

Часть задач есть решенные, контакты

118. Найти часовой расход топлива, который необходим для работы паровой турбины мощностью 25 МВт, если теплота сгорания топлива = 33,85 МДж/кг и известно, что на превращение тепловой энергии в механическую используется только 35% теплоты сожженного топлива.

119. В котельной электрической станции за 20 ч работы сожжены 62 т каменного угля, имеющего теплоту сгорания 28900 кДж/кг. Определить среднюю мощность станции, если в электрическую энергию превращено 18% теплоты, полученной при сгорании угля.

120. Мощность турбогенератора 12 000 кВт, к. п. д. генератора 0,97. Какое количество воздуха нужно про­пустить через генератор для его охлаждения, если конеч­ная температура воздуха не должна превышать 55°С? Температура в машинном отделении равна 20°С; среднюю теплоемкость воздуха срт принять равной 1,0 кДж/(кг·К).

121. Во многих странах за единицу количества теп­лоты принята так называемая британская тепловая еди­ница (ВТU), представляющая собой количество теплоты, необходимое для нагрева 1 английского фунта (1 lb = 0,4536 кг) воды на 1° F. Выразить 1FTU, 1ВТU/1b и 1ВТU/1b° F соответст­венно в кДж, кДж/кг, кДж/(кг · К).

122. Теплота сгорания топлива, выражаемая в кДж/кг, может быть также выражена в кВт · ч/кг. Принимая теплоту сгорания нефти равной 41 900 кДж/кг, каменного угля 29 300 кДж/кг, под­московного бурого угля 10 600 кДж/кг, выразить теплоту сгорания перечисленных топлив в кВт · ч/кг.

123. Использование атомной энергии для производства тепловой или электрической энергии в техническом отношении означает применение новых видов топлив — ядерных горючих. Количество энергии, выделяющейся при расщеплении 1 кг ядерных горючих, может быть условно названо их теплотой сгорания. Для урана эта величина равна 22,9 млн. кВт · ч/кг. Во сколько раз уран как горючее эффективнее камен­ного угля с теплотой сгорания 27 500 кДж/кг?

124. Важнейшим элементом атомной электростанции является реактор, или атомный котел. Тепловой мощ­ностью реактора называют полное количество теплоты, которое выделяется в нем в течение 1 ч. Обычно эту мощ­ность выражают в киловаттах. Определить годовой расход ядерного горючего для реактора с тепловой мощностью 500 000 кВт, если теп­лота сгорания применяемого для расщепления урана равна 22,9·106 кВт · ч/кг, а число часов работы реактора составляет 7000.

125. Первая, в мире атомная электростанция, по­строенная в СССР, превращает атомную энергию, выде­ляющуюся при реакциях цепного деления ядер урана, и тепловую, а затем в электрическую энергию. Тепловая мощность реактора атомной электростанции равна 30 000 кВт, а электрическая мощность электростанции составляет при этом 5000 кВт. Найти суточный расход урана, если выработка элек­троэнергии за сутки составила 120 000 кВт · ч. Теплоту сгорания урана принять равной 22,9 · 106 квт · ч/кг. Опре­делить также, какое количество угля, имеющего теплоту сгорания 25 800 кДж/кг, потребовалось бы для выработки того же количества электроэнергии на тепловой электро­станции, если бы к.п.д. ее равнялся к.п.д. атомной электростанции.

126. Теплоемкость газа при постоянном давлении опытным путем может быть определена в проточном калориметре. Для этого через трубопровод пропускают исследуемый газ и нагревают его электронагревателем (рис. 8). При этом измеряют количество газа, пропускае­мое через трубопровод, температуры газа перед и за электронагревателем и расход электроэнергии. Давление воздуха в трубопроводе принимают неизменным. Определить теплоемкость воздуха при постоянном давлении методом проточного калориметрирования, если расход воздуха через трубопровод М = 690 кг/ч, мощ­ность электронагревателя Nэл = 0,5 кВт, температура воздуха перед электронагревателем t1 = 18°С, а тем­пература воздуха за электронагревателем t = 20,6°С.

127. Метод проточного калориметрирования, описан­ный в предыдущей задаче, может быть также использован для определения количества газа или воздуха, протекающего через трубопровод. Найти часовой расход воздуха М кг/ч, если мощность электронагревателя Nэл = 0,8 кВт, а приращение тем­пературы воздуха t2 = t1 =1,8°С. Определить также скорость воздуха с в трубопроводе за электронагрева­телем, если давление воздуха 120 кПа, температура его за электронагревателем 20,2°С, а диаметр трубопро­вода 0,125 м.

128. При испытании двигателей внутреннего сгорания широким распространением пользуются так называемые гидротормоза. Работа двигателя при торможении превращается в теплоту трения, и для уменьшения нагрева тормозного устройства применяют водяное охлаждение. Определить часовой расход воды на охлаждение тормоза, если мощность двигателя N = 33 кВт, начальная температура воды  = 15ºС, конечная  = 60ºС; принять, что вся теплота трения передается охлаждающей воде.

129. При испытании нефтяного двигателя было найдено, что удельный расход топлива равен 231 г/(вВт/ч). Определить эффективный к.п.д. этого двигателя, если теплота сгорания топлива  = 41000 кДж/кг (9800 ккал/кг).

130. Паросиловая установка мощностью 4200 кВт имеет к.п.д. ηст = 0,20. Определить часовой расход топлива, если его теплота сгорания  = 25000 кДж/кг.

131. В котельной электростанции за 10 ч работы сожжено 100 т каменного угля с теплотой сгорания = 29300 кДж/кг. Найти количество выработанной электроэнергии и среднюю мощность станции, если к.п.д. процесса преобразования тепловой энергии в электрическую составляет 20%.

132. В сосуд, содержащий 5 л воды при температуре 20°С, помещен электронагреватель мощностью 800 Вт. Определить, сколько времени потребуется, чтобы вода нагревалась до температуры кипения 100° С. Потерями теплоты сосуда в окружающую среду пренебречь.

133. В калориметр, содержащий 0,6 кг воды при t = 20°С, опускают стальной образец массой в 0,4 кг, нагретый до 200°С. Найти теплоемкость стали, если повышение температуры воды составило 12,5°. Массой собственно калориметра пренебречь.

134. Свинцовый шар падает с высоты h = 100 м на твердую поверхность. В результате падения кинетиче­ская энергия шара полностью превращается в теплоту. Одна треть образовавшейся теплоты передается окру­жающей среде, а две трети расходуются на нагревание шара. Теплоемкость свинца с = 0,126 кДж/(кг · К). Опре­делить повышение Температуры шара.

135. Автомобиль массой 1,5 т останавливается под действием тормозов при скорости 40 км/ч. Вычислить конечную температуру тормозов t2, если их масса равна 15 кг, начальная температура t1 = 10°С, а теплоемкость стали, из которой изготовлены тормозные части, равна 0,46 кДж/(кг · К). Потерями теплоты в окру­жающую среду пренебречь.

136. Предполагая, что все потери гидротурбины пре­вращаются в теплоту и тратятся на нагрев воды, опреде­лить к.п.д. турбины по следующим данным: высота падения воды равна 400 м, нагрев воды составляет 0,2°С.

137. В машине вследствие плохой смазки происходит нагревание 200 кг стали на 40°С в течение 20 мин. Определить вызванную этим потерю мощности машины. Теплоемкость стали принять равной 0,46 кДж/(кг · К).

138. Найти изменение внутренней энергии 1 кг воздуха при переходе его от начального состояния t1 = 300ºС до конечного при t2 = 50ºС. Зависимость теплоемкости от температуры принять линейной. Ответ дать в кДж.

139. Найти изменение внутренней энергии 2 м3 воз­духа, если температура его понижается от t1 = 250°С до t2 = 70°С. Зависимость теплоемкости от темпера­туры принять линейной. Начальное давление воздуха р1 = 0,6 МПа.

140. К газу, заключенному в цилиндре с подвижным поршнем, подводится извне 100 кДж теплоты. Величина произведенной работы при этом составляет 115 кДж. Определить изменение внутренней энергии газа, если количество его равно 0,8 кг.

141. 2 м3 воздуха при давлении 0,5 МПа и темпера­туре 50°С смешиваются с 10 м3 воздуха при давлении 0,2 МПа и температуре 100°С. Определить давление и температуру смеси.

142. В двух разобщенных между собой сосудах А и В (рис. 9) содержатся следующие газы: в сосуде А – 50 л азота при давлении р1 = 2 МПа и температуре t1 = 200ºС, в сосуде В – 200 л углекислого газа при давлении р2 = 0,5 МПа и температуре t2 = 600ºС. Определить давление и температуру, которые установятся после соединения сосудов. Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

143. При решении задач на смешение газов пользуются иногда формулами (64) и (65) в качестве приближенных, Решите предыдущую задачу, пользуясь приближенными формулами, и сравните полученные результаты по точ­ным и приближенным формулам.

144. Три разобщенных между собой сосуда А, В, С заполнены различными газами. В сосуде А, имеющем объем 10 л, находится сернистый ангидрид SO2 при да­влении 6 МПа и температуре 100°С, в сосуде В с объемом 5 л — азот при давлении 0,4 МПа и температуре 200°С и в сосуде С с объемом 5 л — азот при давлении 2 МПа и температуре 300°С. Определить давление и температуру, которые устано­вятся после соединения сосудов между собой. Считать, что теплообмен со средой отсутствует.

145. В сосуде А находится 100 л водорода при давле­нии 1,5 МПа и температуре 1200°С, а в сосуде В — 50 л азота при давлении 3 МПа и температуре 200°С. Найти давление и температуру, которые установятся после соединения сосудов при условии отсутствия теп­лообмена с окружающей средой.

146. В сборном газоходе котельной смешиваются ухо­дящие газы трех котлов, имеющие атмосферное давление. Для упрощения принимается, что эти газы имеют одина­ковый состав, а именно:

СО2 = 11,8%; О2 = 6,8%; N2 = 75,6%;

Н2О = 5,8%.

Часовые расходы газов составляют

V1 = 7100 м3/ч; V2 = 2600 м3/ч; V3 = 11 200 м3/ч,

а температуры газов соответственно

t1 = 170°С; t2 = 220° С; t3 = 120°С.

Определить температуру газов после смешения и их объемный расход через дымовую трубу при этой тем­пературе.

147. Уходящие газы из трех паровых котлов при давлении 0,1 МПа смешиваются в сборном газоходе и через дымовую трубу удаляются в атмосферу. Объемный состав уходящих газов из отдельных котлов следующий:

из первого

СО2 = 10,4%; О2 = 7,2%; N2 = 77,0%;

Н2О = 5,4%;

из второго

СО2 = 11,8%; О2 = 6,9%; N2 = 75,6%;

Н2О = 5,8%;

из третьего

СО2 = 12,0%; О2 = 4,1%; N2 = 77,8%;

Н2О = 6,1%.

Часовые расходы газов составляют М1 = 12 000 кг/ч; М2 = 6500 кг/ч; М3 = 8400 кг/ч, а температуры газов соответственно

t1 = 130°С; t2 = 180°С; t3 = 200°С.

Определить температуру уходящих газов после сме­шения в сборном газоходе. Принять, что мольные тепло­емкости этих газов одинаковы.

148. В газоходе смешиваются три газовых потока, имеющих одинаковое давление, равное 0,2 МПа. Первый поток представляет собой азот с объемным расходом V1 = 8200 м3/ч при температуре 200°С, второй поток — двуокись углерода с расходом 7600 м3/ч при температуре 500°С и третий поток — воздух с расходом 6400 м3/ч при температуре 800°С. Найти температуру газов после смешения и их объемный расход в общем газопроводе.

149. Продукты сгорания из газохода парового котла в количестве 400 кг/ч при температуре 900°С должны быть охлаждены до 500°С и направлены в сушильную установку. Газы охлаждаются смешением газового по­тока с потоком воздуха при температуре 20°С. Давление в обоих газовых потоках одинаковое. Определить часовой расход воздуха, если известно, что Rгаз = Rвозд. Теплоемкость продуктов сгорания при­нять равной теплоемкости воздуха.

Часть задач есть решенные, контакты

Рубрика: Задачи, Термодинамика и теплотехника | Метки: , , , , , , , | Добавить комментарий

Термодинамика ТТ.5 Глава IV

TT.5 Глава IV. Рабинович

Теплоемкость газов 93-116

Часть задач есть решенные, контакты

93. Найти объемную теплоемкость кислорода при постоянном объеме и постоянном давлении, считая с = const.

94. Определить значение массовой теплоемкости кислорода при постоянном объеме и постоянном давлении считая с = const.

95. Вычислить среднюю массовую и среднюю объемную теплоемкость окиси углерода при постоянном объеме для интервала температур 0 – 1200ºС, если известно, что для окиси углерода = 32, 192 кДж/(кмоль · К).

Сопоставить полученные результаты с данными табл. VII.

96. Определить среднюю массовую теплоемкость угле­кислого газа при постоянном давлении в пределах О — 825°С, считая зависимость от температуры нелинейной.

97. Вычислить значение истинной мольной теплоем­кости кислорода при постоянном давлении для темпера­туры 1000°С, считая зависимость теплоемкости от тем­пературы линейной. Найти относительную ошибку по сравнению с табличными данными.

98. Вычислить среднюю теплоемкость срm для воздуха при постоянном давлении в пределах 200 – 800ºС, считая зависимость теплоемкости от температуры нелинейной.

99. Решить предыдущую задачу, считая зависимость теплоемкости от температуры линейной.

100. Определить среднюю массовую теплоемкость срm при постоянном давлении в пределах от 350 – 1000ºС, считая зависимость теплоемкости от температуры: а) нелинейной; б) линейной.

101. Вычислить среднюю теплоемкостью срm и

102. Найти среднюю теплоемкость и для воздуха в пределах 400 – 1200ºС, считая зависимость теплоемкости от температуры нелинейной.

103. Найти среднюю теплоемкость срm и углекислого газа в пределах 400 – 1000ºС, считая зависимость теплоемкости от температуры нелинейной.

104. Определить среднюю массовую теплоемкость при постоянном объеме, для азота в пределах 200 — 800°С, считая зависимость теплоемкости от температуры нели­нейной.

105. Решить предыдущую задачу, если известно, что средняя мольная теплоемкость азота при постоянном давлении может быть определена по формуле μсрт = 28,7340 + 0,0023488 t.

106 Воздух в количестве 63 при давлении р1 = 0,3 МПа и температуре t1 = 25ºС нагревается при постоянном давлении до t2 = 130ºС.

Определить количество подведенной к воздуху теплоты, считая υ = const.

107. В закрытом сосуде объемом V = 300 л находится воздух при давлении р1 = 0,8 МПа и температуре t1 = 20ºС.

Какое количество теплоты необходимо подвести для того, чтобы температура воздуха поднялась до t2 = 120ºС?

Задачу решить, принимая теплоемкость воздуха постоянной, а также учитывая зависимость теплоемкости от температуры. Определить относительную ошибку, получаемую в первом случае.

108. Воздух охлаждается от 1000 до 100°С в процессе с постоянным давлением.

Какое количество теплоты теряет 1 кг воздуха? Задачу решить, принимая теплоемкость воздуха постоянной, а также учитывая зависимость теплоемкости от темпе­ратуры. Определить относительную ошибку, получаемую в первом случае.

109. Опытным путем найдены следующие значения истинной мольной теплоемкости кислорода при постоянном давлении:

для 0ºС μср = 29,2741 кДж/(кмоль · К;)

для 500ºС μср = 33,5488 кДж/(кмоль · К);

для 1000ºС μср = 35,9144 кДж/(кмоль · К).

По этим данным составить приближенное интерполяционное уравнение вида

μср = а + bt = dt2,

дающее зависимость истинной мольной теплоемкости кислорода при постоянном давлении от температуры.

110. Пользуясь формулой, полученной в предыдущей задаче, определить истинную мольную теплоемкость кисло­рода при постоянном давлении для температуры 700°С.

Сравнить полученное значение теплоемкости со зна­чением его, взятым из таблиц.

111. В сосуде объемом 300 л находится кислород при давлении р1 = 0,2 МПа и температуре t1 = 20ºС.

Какое количество теплоты необходимо подвести, чтобы температура кислорода повысилась до t2 = 300ºС? Какое давление установится при этом в сосуде? Зависимость теплоемкости от температуры принять нелинейной.

112. Найти количество теплоты, необходимое для нагрева 1 м3 (при нормальных условиях) газовой смеси состава = 14,5%, = 6,5%, = 79,0% от 200 до 1200ºС при р = const и нелинейной зависимости теплоемкости от температуры.

113. Газовая смесь имеет следующий состав по объему: СО2 = 0,12; О2 = 0,07; N2 = 0,75; Н2О = 0,06.

Определить среднюю массовую теплоемкость срт, если смесь нагревается от 100 до 300°С.

114. В регенеративном подогревателе газовой турбины воздух нагревается от 150 до 600°С.

Найти количество теплоты, и сообщенное воздуху в еди­ницу времени, если расход его составляет 360 кг/ч. За­висимость теплоемкости от температуры принять нели­нейной.

115. В калориметре с идеальной тепловой изоляцией находится вода в количестве Мв = 0,8 кг при температуре t‘ = 15ºС. Калориметр изготовлен из серебра, теплоемкость которого сс = 0,2345 кДж/(кг · К).

Масса калориметра Мс = 0,25 кг. В калориметр опускают 0,2 кг алюминия при температуре tа = 100ºС.

В результате этого температура воды повышается до t» = 19,24ºС. Определить теплоемкость алюминия.

116. Продукты сгорания топлива поступают в газоход парового котла при температуре газов = 1100ºС и покидают газоход при температуре = 700ºС. Состав газов по объему:  = 11%;  = 6%;  = 8%; = 75%.

Определить, какое количество теплоты теряет 1 м3 газовой смеси, взятой при нормальных условиях.

117. Для использования те­плоты газов, уходящих из паро­вых котлов, в газоходах послед­них устанавливают воздухоподогреватели. Газы протекают внутри труб и подогревают воз­дух, проходящий поперек тока (рис. 7).

При испытании котельного агрегата были получены следу­ющие данные:

температура газов соответственно на входе и на выходе из воздухоподогревателя  = 350ºС,  = 160ºС;

температура воздуха соответственно на входе и на выходе из воздухоподогревателя  = 20ºС,  = 250ºС;

объемный состав газов, проходящих через воздухоподогреватель; СО2 = 12%; О2 = 6%; Н2О = 8%; N2 = 74%;

расход газов Vгн = 66000 м3/ч.

Определить расход воздуха. Принять, что вся отданная газами теплота воспринята воздухом. Потерями давления воздуха в воздухоподогревателе пренебречь.

Часть задач есть решенные, контакты

Рубрика: Задачи, Термодинамика и теплотехника | Метки: , , , , , | Добавить комментарий

Термодинамика ТТ.5 Глава III

TT.5 Глава III. Рабинович

Газовые смеси 34-76

Часть задач есть решенные, контакты

77.  Атмосферный воздух имеет примерно следующий массовый состав: = 23,2%; = 76,8%. Определить объемный состав воздуха, его газовую постоянную, кажущуюся молекулярную массу и парциальные давления кислорода и азота, если давление воздуха по барометру В = 101 325 Па.

78. В 1 м3 сухого воздуха содержится примерно 0,21 м3 кислорода и 0,79 м3 азота. Определить массовый состав воздуха, его газовую постоянную и парциальные давления кислорода и азота.

79. Смесь газов состоит из водорода и окиси углерода. Массовая доля водорода = 0,67%. Найти газовую постоянную смеси и ее удельный объем при нормальны условиях.

80. 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.

81. Объемный состав сухих продуктов сгорания топ­лива (не содержащих водяных паров) следующий: СО2 = 12,3%; О2 = 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 = 800°С.

82. Генераторный газ имеет следующий объемный со­став: Н2 = 7,0%; СН4 = 2,0%; СО = 27,6%; СО2 = 4,8%; N2 = 58,6%. Определить массовые доли, кажущуюся молекулярную массу, газовую постоянную, плотность и парциальные давления при 15°С и 0,1 МПа.

83. Газ коксовых печей имеет следующий объемный состав: Н2 = 57%; СН4 = 23%; СО = 6%; СО2 = 2%; N2 = 12%. Найти кажущуюся молекулярную массу, массовые доли, газовую постоянную, плотность и парциальные давления при 15°С и 100 кПа.

84. Генераторный газ состоит из следующих объемных частей: Н2 = 18%; СО = 24%; СО2 = 6%; N2 = 52%. Определить газовую постоянную генераторного газа и массовый состав входящих в смесь газов.

85. 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).

86. Анализ продуктов сгорания топлива, произведенный с помощью аппарата Орса, показал, следующий их состав: = 12,2%; = 7,1%; = 0,4%; = 80,3%. Найти массовый состав входящих в смесь газов.

87. Определить газовую постоянную, плотность при нормальных условиях и объемный состав смеси, если ее массовый состав следующий: Н2 = 8,4%; СН4 = 48,7%; С2Н4 = 6,9%; СО = 17%; СО2 = 7,6%; О2 = 4,7%; N2= 6,7%.

88. Найти газовую постоянную, удельный объем газовой смеси и парциальные давления ее составляющих, если объемный состав смеси следующий: СО2 = 12%; СО = 1%; Н2О = 6%; О2 = 7%; N2 = 74%, а общее давление ее р = 100 кПа.

89. В резервуаре емкостью 125 м3 находится коксовый газ при давлении р = 0,5 МПа и температуре t = 18ºС. Объемный состав газа следующий: = 0,46; = 0,32;  = 0,15; = 0,07. После израсходования некоторого количества газа давление его понизилось до 0,3 МПа, а температура – до 12ºС. Определить массу израсходованного коксового газа.

90. Массовый состав смеси следующий: СО2 = 18%; О2 = 12% и N2 = 70%. До какого давления нужно сжать эту смесь, находя­щуюся при нормальных условиях, чтобы при t = 180ºС 8 кг ее занимали объем, равный 4 м3.

91. Определить массовый состав газовой смеси, состоящей из углекислого газа и азота, если известно, что парциальное давление углекислого газа = 120 кПа, а давление смеси рсм = 300 кПа.

91. Газовая смесь имеет следующий массовый состав: СО2 = 12%; О2 = 8% и N2 = 80%. До какого давления нужно сжать эту смесь, находя­щуюся при нормальных условиях, чтобы плотность ее составляла 1,6 кг/м3?

Часть задач есть решенные, контакты

Рубрика: Задачи, Термодинамика и теплотехника | Метки: , , , , , , | Добавить комментарий

Термодинамика ТТ.5 Глава II

TT.5 Глава II. Рабинович

Идеальные газы и основные газовые законы 34-76

Часть задач есть решенные, контакты

34. Определить плотность окиси углерода (СО) при р = 0,1 МПа и t = 15°С.

35. Найти плотность и удельный объем двуокиси углерода (СО2) при нормальных условиях.

36. Определить удельный объем кислорода при давле­нии р = 2,3 МПа и температуре t = 280°С.

37. Плотность воздуха при нормальных условиях ρн = 1,293 кг/м3. Чему равна плотность воздуха при давлении р = 1,5 МПа и температуре t = 20°С.

38. Определить массу углекислого газа в сосуде с объемом V = 4 м3 при t = 80°С. Давление газа по ма­нометру равно 0,04 МПа. Барометрическое давление В = 103 990 Па.

39. В цилиндре с подвижным поршнем находится 0,8 м3 воздуха при давлении р1 = 0,5 МПа. Как должен измениться объем, чтобы при повышении давления до 0,8 МПа температура воздуха не изменилась?

40. Дымовые газы, образовавшиеся в топке парового котла, охлаждаются с 1200 до 250°С. Во сколько раз уменьшается их объем, если давление газов в начале и в конце газоходов одинаково?

41. Во сколько раз объем определенной массы газа при — 20°С меньше, чем при +20°С, если давление в обоих случаях одинаковое? При постоянном давлении объем газа изменяется по уравнению (10):  = const или  = , следовательно,  =  = 1,16.

42. Во сколько раз изменится плотность газа в сосуде, если при постоянной температуре показание манометра уменьшится от р1 = 1,8 МПа до р2 = 0,3 МПа? Барометрическое давление принять равным 0,1 МПа.

43. В воздухоподогреватель парового котла подается вентилятором 130 000 м3/ч воздуха при температуре 30°С. Определить объемный расход воздуха на выходе из воздухоподогревателя, если он нагревается до 400°С при постоянном давлении.

44. Найти газовую постоянную для кислорода, водо­рода и метана (СН4).

45. Какой объем занимает 1 кг азота при температуре 70ºС и давлении 0,2 МПа?

46. Определить массу кислорода, содержащегося в бал­лоне емкостью 60 л, если давление кислорода по манометру равно 1,08 МПа, а показание ртутного барометра — 99 325 Па при температуре 25°С.

47. В сосуде находится воздух под разрежением 10 кПа при температуре 0°С. Ртутный барометр показывает 99 725 Па при температуре ртути 20°С. Определить удельный объем воздуха при этих условиях.

48. Какой объем будут занимать 11 кг воздуха при давлении р = 0,44 МПа и температуре t = 18°С?

49. Найти массу 5 м3 водорода, 5 м3 кислорода и 5 м3 углекислоты при давлении 0,6 МПа и температуре 100ºС.

50. В цилиндре диаметром 0,6 м содержится 0,41 м3 воздуха при р = 0,25 МПа и t1 = 35°С. До какой температуры должен нагреваться воздух при постоянном давлении, чтобы движущийся без трения поршень поднялся на 0,4 м?

51. В цилиндрическом сосуде, имеющем внутренний диаметр d = 0,6 м и высоту h = 2,4 м, находится воздух при температуре 18°С. Давление воздуха составляет 0,765 МПа. Барометрическое давление (приведенное к нулю) равно 101 858 Па. Определить массу воздуха в сосуде.

52. Баллон с кислородом емкостью 20 л находится под давлением 10 МПа при 15ºС. После израсходования части кислорода давление понизилось до 7,6 МПа, а температура упала до 10ºС. Определить массу израсходованного кислорода.

53. В сосуде объемом 0,5 м3 находится воздух при давлении 0,2 МПа и температуре 20°С. Сколько воздуха надо выкачать из сосуда, чтобы раз­режение в нем составило 56 кПа при условии, что тем­пература в сосуде не изменится? Атмосферное давление по ртутному барометру равно 102,4 кПа при температуре ртути в нем, равной 18°С; разрежение в сосуде измерено ртутным вакуумметром при температуре ртути 20°С.

54. Резервуар объемом 4 м3 заполнен углекислым газом. Найти массу и силу тяжести (вес) газа в резер­вуаре, если избыточное давление газа р = 40 кПа, температура его t = 80°С, а барометрическое давление воз­духа В = 102,4 кПа.

55. Определить плотность и удельный объем водяного пара при нормальных условиях, принимая условно, что в этом состоянии пар будет являться идеальным газом.

56. Какой объем занимают 10 кмолей азота при нор­мальных условиях?

57. Какой объем займет 1 кмоль газа при р = 2 МПа и t = 200°С?

58. При какой температуре 1 кмоль газа занимает объем V = 4 м3, если давление газа р = 1 кПа?

59. Сосуд емкостью V = 10 м3 заполнен 25 кг углекислоты. Определить абсолютное давление в сосуде, если температура в нем t = 27ºС.

60. При какой температуре плотность азота при давле­нии 1,5 МПа будет равна 3 кг/м3?

61. Какова будет плотность окиси углерода при t = 20ºС и р = 94,7 кПа, если при 0ºС и 101,3 кПа она равна 1,251 кг/м3?

62. Какова будет плотность кислорода при 0°С и давлении 80 кПа, если при 101,3 кПа и 15°С она равна 1,310 кг/м3?

63. Во сколько раз больше воздуха (по массе) вмещает резервуар при 10°С, чем при 50°С, если давление остается неизменным?

64. Баллон емкостью 0,9 м3 заполнен воздухом при температуре 17°С. Присоединенный к нему вакуумметр показывает разрежение 80 кПа. Определить массу воздуха в баллоне, если показание барометра равно 98,7 кПа.

65. Масса пустого баллона для кислорода емкостью 0,05 м3 равна 80 кг. Определить массу баллона после заполнения его кислородом при температуре t = 20°С до давления 10 МПа.

66. Для автогенной сварки использован баллон кисло­рода емкостью 100 л. Найти массу кислорода, если его давление р = 12 МПа и температура t = 16°С.

67. Определить подъемную силу воздушного шара, наполненного водородом, если объем его на поверхности земли равен 1 м3 при давлении р = 100 кПа и температуре t = 15ºС.

68. Определить необходимый объем аэростата, на­полненного водородом, если подъемная сила, которую он должен иметь на максимальной высоте Н = 7000 м, равна 39 240 Н. Параметры воздуха на указанной высоте при­нять равными; р = 41 кПа, t = — 30° С. Насколько уменьшится подъемная сила аэростата при заполнении его гелием? Чему равен объем аэростата V2 на поверхности земли при давлении р = 98/1 кПа и температуре t = 30°С?

69. Газохранилище объемом V = 100 м3 наполнено газом коксовых печей (рис. 6). Определить массу газа в газохра­нилище, если t = 20ºС, В = 100 кПа, а показание манометра, установ­ленного на газохранилище, р = 133,3 кПа. Газовую постоянную коксового газа принять равной 721 Дж/(кг · К).

70. Сжатый воздух в баллоне имеет температуру 15°С. Во время пожара температура воздуха в баллоне подня­лась до 450°С. Взорвется ли баллон, если известно, что при этой тем­пературе он может выдержать давление не более 9,8 МПа? Начальное давление р1 = 4,8 МПа.

71. Сосуд емкостью 4,2 м3 наполнен 15 кг окиси угле­рода. Определить давление в сосуде, если температура газа в нем t = 27°С.

72. Воздух, заключенный в баллон емкостью 0,9 м3, выпускают в атмосферу. Температура его вначале равна 27°С. Найти массу выпущенного воздуха, если начальное давление в баллоне составляло 9,32 МПа, после выпуска — 4,22 МПа, а температура воздуха снизилась до 17°С.

73. По трубопроводу протекает 10 м3/с кислорода при температуре t = 127°С и давлении р = 0,4 МПа. Определить массовый расход газа в секунду.

74. Поршневой компрессор всасывает в минуту 3 м3 воздуха при температуре t = 17°С и барометрическом давлении В = 100 кПа и нагнетает его в резервуар, объем которого равен 8,5 м3. За сколько минут компрессор поднимет давление в ре­зервуаре до 0,7 МПа, если температура в нем будет оста­ваться постоянной? Начальное давление воздуха в резер­вуаре составляло 100 кПа при температуре 17°С.

75. Дутьевой вентилятор подает в топку парового котла 102 000 м3/ч воздуха при температуре 300°С и давлении 20,7 кПа. Барометрическое давление воздуха в помещении В = 100,7 кПа. Определить часовую производительность вентилятора в м3 (при нормальных условиях).

76. Компрессор подает сжатый воздух в резервуар, причем за время работы компрессора давление в резер­вуаре повышается от атмосферного до 0,7 МПа, а тем­пература — от 20 до 25°С. Объем резервуара V = 56 м3. Барометрическое давление, приведенное к 0°С, В0 = 100 кПа. Определить массу воздуха, поданного компрессором в резервуар.

Часть задач есть решенные, контакты

Рубрика: Задачи, Термодинамика и теплотехника | Метки: , , , , , , , | Добавить комментарий

Термодинамика ТТ.5 Глава I

TT.5 Глава I. Рабинович

Параметры состояния тела 1-33

Часть задач есть решенные, контакты

1. Масса 1 м3 метана при определенных условиях составляет 0,7 кг. Определить плотность и удельный объем метана при этих условиях.

2. Плотность воздуха при определенных условиях равна 1,293 кг/м3. Определить удельный объем воздуха при этих условиях.

3. В сосуде объемом 0,9 м3 находится 1,5 кг окиси углерода. Определить удельный объем и плотность окиси углерода при указанных условиях.

4. Давление воздуха по ртутному барометру равно 770 мм рт. ст. при 0°С. Выразить это давление, в паскалях.

5. Давление воздуха, измеренное ртутным барометром, равно 765 мм рт. ст. при температуре ртути і = 20°С. Выразить это давление в паскалях.

6. Определить абсолютное давление в сосуде (см. рис. 1), если показание присоединенного к нему ртутного манометра равно 66,7 кПа (500 мм рт. ст.), а атмосферное давление по ртутному барометру составляет 100 кПа (750 мм рт. ст.). Температура воздуха в месте установки приборов равна 0°С.

7. Найти абсолютное давление пара в котле, если манометр показывает р = 0,13 МПа, а атмосферное давление по ртутному барометру составляет В = 680 мм рт.ст. (90 660 Па) при t = 25ºС.

8. Определить абсолютное давление в паровом котле, если манометр показывает 0,245 МПа, а атмосферное давление по ртутному барометру составляет В = 93 325 Па (700 мм рт. ст.) при t = 20°С.

9. Давление в паровом котле р = 0,04 МПа при барометрическом давлении В01 = 96660 Па (725 мм рт.ст.). Чему будет равно избыточное давление в котле, если показание барометра повысится до В02 = 104660 Па (785 мм рт. ст.), а состояние пара в котле останется прежним?

Барометрическое давление приведено к 0ºС.

10. Какая высота водяного столба соответствует 10 Па?

11. Какая высота ртутного столба соответствует 100 кПа?

12. Определить абсолютное давление в конденсаторе паровой турбины, если показание присоединенного к нему ртутного вакуумметра равно 94 кПа (705 мм рт. ст.), а показание ртутного барометра, приведенное к 0°С, В0 = 99,6 кПа (747 мм рт. ст.). Температура воздуха в месте установки приборов t = 20°С.

13. Разрежение в газоходе парового котла измеряется тягомером с наклонной трубкой (рис. 3). Угол наклона трубки а = 30°. Длина столба воды, отсчитанная по шкале, l = 160 мм.

14. Ртутный вакуумметр, присоединенный к сосуду (см. рис. 2), показывает разрежение р = 56 кПа (420 мм рт.ст.) при температуре ртути в вакуумметре t = 20ºС. Давление атмосферы по ртутному барометру В = 102,4 кПа (768 мм рт.ст.) при температуре ртути t = 18ºС.

Определить абсолютное давление в сосуде.

15. На высоте Н = 2000 м над уровнем моря давление воздуха р1 = 79 кПа, на высоте 5000 м давление р2 = 54 кПа и на высоте 10000 м давление р3 = 29 кПа.

По этим данным, а также принимая, что на уровне моря давление воздуха р0 = 101,3 кПа, составить приближенное интерполяционное уравнение вида р = а + + сН2 + 3, дающее зависимость давления воздуха от высоты над уровнем моря.

16. Пользуясь формулой, полученной в предыдущей задаче, определить давление воздуха на высоте 7000 м над уровнем моря.

17. Для предупреждения испарения ртути, пары которой оказывают вредное действие на человеческий организм, обычно при пользовании ртутными манометрами над уровнем ртути наливают слой воды.

Определить абсолютное давление в сосуде, если разность столбов ртути в U-образном манометре составляет 580 мм при температуре ртути 25°С, а высота столба воды над ртутью равна 450 мм. Атмосферное давление по ртутному барометру В = 102,7 кПа при і = 25°С.

18. В трубке вакуумметра высота столба ртути со­ставляет 570 мм при температуре ртути 20°С. Над ртутью находится столб воды высотой 37 мм. Барометрическое давление воздуха 97,1 кПа при 15°С.

Найти абсолютное давление в сосуде.

19. На рис. 4 показана, схема измерения расхода жид­костей и газов при помощи дроссельных диафрагм. Вслед­ствие мятия (дросселирования) жидкости при прохождении через диафрагму 1 давление ее за диафрагмой всегда меньше, чем перед ней, По разности давлений (перепаду) перед и за диафрагмой, измеряемой дифференциальным U-образным манометром 2, можно опреде­лить массовый расход жидкости по фор­муле

М = αf

где а — коэффициент расхода, опре­деляемый экспериментальным путем;

f — площадь входного отверстия диафрагмы в м2;

р1р2 — перепад давления на диа­фрагме в Па;

ρ — плотность жидкости, проте­кающей по трубе в кг/м3.

Определить массовый расход воды, измеряемый дроссельным устройством (рис. 4), если α = 0,8; показание дифференциального манометра р = 4,53 кПа (34 мм рт. ст.), ρ = 1000 кг/м3, а диаметр входного отверстия диафрагмы d = 10 мм.

20. Присоединенный к газоходу парового котла тяго­мер показывает разрежение, равное 780 Па (80 мм вод. ст.).

Определить абсолютное давление дымовых газов, если показание барометра В = 102 658 Па (770 мм рт. ст.) пр.и t = 0°С.

21. Тягомер показывает разрежение в газоходе, рав­ное 412 Па (42 мм вод. ст.). Атмосферное давление по ртут­ному барометру В = 100 925 Па (757 мм рт. ст.) при t = 15°С.

Определить абсолютное давление дымовых газов.

22. Найти абсолютное давление в газоходе котельного агрегата при помощи тягомера с наклонной трубкой, изображенного на рис. 3. Жидкость, используемая в тяго­мере,— спирт с плотностью ρ = 800 кг/м3. Отсчет ведут по наклонной шкале l = 200 мм. Угол наклона трубки а = 30°. Барометрическое давление В0 = 99 325 Па (745 мм рт. ст.) приведено к 0°С.

23. Для измерения уровня жидкости в сосуде иногда исполь­зуется устройство, схема которого изображена на рис. 5.

Определить уровень бензина в баке, если h = 220 мм рт. ст., а его плотность ρ = 840 кг/м3.

24. В газгольдер объемом V = 200 м3 подается газ по трубопроводу диаметром d = 0,1 м со скоростью 3 м/с. Удельный объем газа υ = 0,4 м3/кг.

За какое время наполнится газгольдер, если плотность газа, заполнившего газгольдер, равна 1,3 кг/м3?

25. Перевести давление р = 15 МПа в lb/in2.

26. Давление в сосуде равно 200 кПа. Выразить это давление в lb/in2

27. Какая единица больше и во сколько раз; lb/in2 или мм вол. ст. ?

28. Температура пара, выходящего из перегревателя парового котла, равна 950° F. Перевести эту темпера­туру в °С.

29. Какая температура в градусах Фаренгейта соответ­ствует абсолютному нулю?

30. Скольким градусам шкалы Цельсия соответствуют температуры 100° и — 4° F и скольким градусам шкалы Фаренгейта соответствуют температуры 600° и — 5°С?

31. Водяной пар перегрет на 45ºС. Чему соответствует этот перегрев по термометру Фаренгейта?

32. Температура пара после прохождения его через пароперегреватель котельного агрегата увеличилась на 450° F.

Чему равно увеличение температуры пара, выражен­ное в °С?

33. Котельные агрегаты сверхвысоких параметров, сконструированные и изготовленные советскими котло­строительными заводами, предназначены для производ­ства водяного пара, имеющего давление р = 25 МПа и температуру t = 550°С.

Перевести давление в lb/in2, а температуру — в °F.

Часть задач есть решенные, контакты

Рубрика: Задачи, Термодинамика и теплотехника | Метки: , , , , , | Добавить комментарий

Гидравлика Р.174

Р.174

Есть готовые решения этих задач, контакты

 Задача 1

Построить профиль свободной поверхности жидкости в сосуде, который движется горизонтально слева направо:

а) с положительным ускорением α1;

б) равномерно;

в) с отрицательным ускорением α2;

если начальное положение сосуда Н, а его длина l.

Для первого случая построить эпюры давления на дно, переднюю и заднюю стенки сосуда.

1

 Задача 3

Определить какое усилие F1 должно быть приложено к ручке гидравлического пресса, чтобы он сжимал тело «К» силой F2. Диаметр поршня насоса d, диаметр плунжера пресса D. Вес тела и плунжера равен G. Длина рукоятки насоса а, длина плеча b. Трением поршня насоса и плунжера пренебречь.

3

 Задача 5

Определить скорость V перемещения поршня гидравлического демпфера диаметром D, нагруженного силой G, если перетекание жидкости из поршневой полости цилиндра в штоковую происходит через отверстие в поршне, диаметр которого d. Коэффициент расхода отверстия μ удельный вес жидкости γ. Трением поршня о цилиндр в штоковой полости пренебречь.

5

 Задача 7

Для опрессовки водой подземного трубопровода (проверка герметичности) применяется ручной поршневой насос. Определить объем воды (модуль упругости E), который нужно накачать в трубопровод для повышения избыточного давления в нем от p1 до p2. Считать трубопровод абсолютно жестким. Размеры трубопровода: длина L, диаметр d. Чему равно усилие на рукоятке насоса в последний момент опрессовки, если диаметр поршня насоса dп, а соотношение плеч рычажного механизма a/b?

7

Задача 9

Определить минимальное давление pмин, измеряемое манометром перед сужением трубы, при котором будет происходить подсасывание воды из резервуара А в узком сечении трубы. Заданы размеры: d1, d2, H1, H2. Принять коэффициенты сопротивления: сопла ζс, диффузора ζдиф.

9

Есть готовые решения этих задач, контакты

Рубрика: Гидравлика, Задачи | Метки: , , , , , | Добавить комментарий