Смесь газов

ТТ.69

Задачи  можно купить обратившись по e-mail или Вконтакте

ТТЮПрМ012

Задача 1.

Смесь газов (6 кг азота + 4 кг Н₂О)  с начальной температурой t₁ =27°C сжимается в одноступенчатом поршневом компрессоре от давления p₁ =0,1 МПа до давления р₂ = 0,8 МПа. Сжатие может происходить по изотерме, адиабате и по политропе с показателем политропы n = 1,28 . Определить для каждого из трех процессов сжатия конечную температуру газа t₂, отведенное от смеси тепло Q, кВт, изменение внутренней энергии и энтропии смеси и теоретическую мощность компрессора, если его производительность G = 0,6*10³ кг/ч = 0,167 кг/с. Дать сводную таблицу и изображение процессов сжатия в pV и Ts-диаграммах

Ответить на вопросы:

1.В каком из процессов сжатия мощность, затрачиваемая на привод компрессора, будет больше?

2.Какое количество воды необходимо прокачивать через рубашку цилиндра при сжатии газа по изотерме и политропе, если температура воды при этом повышается на 20°С( или 20 К) ?

3.Как численно изменится в вашем варианте задачи показатель адиабаты К = С_р /С_v ,если учесть зависимость теплоемкости газов от температуры?

Задача 2.

Водяной пар с начальным давлением p=10 МПа и степенью сухости Х₁=0.95 поступает в пароперегреватель, где его температура повышается на Dt = 220⁰С; после перегревателя пар изоэнтропно расширяется в турбине до давления p₂ = 3,5 кПа. Определить (по hs — диаграмме ) количество тепла (на 1 кг пара), подведенное в пароперегревателе, работу цикла Ренкина и степень сухости пара Х₂ в конце расширения. Определить также термический кпд цикла и удельный расход пара. Определить работу цикла и конечную степень сухости, если после пароперегревателя пар дросселируется до давления p₁‘= 1 МПа. Изобразить схему паротурбинной установки и цикл Ренкина в pV и Ts — диаграммах.

Ответить на вопросы:

1. Как влияют начальное давление и температура перегретого пара, а также процесс дросселирования на величину конечной степени сухости параХ₂?

2. Какое следует выбрать давление промежуточного перегрева в вашем варианте задачи, чтобы в конце расширения пар имел степень сухости Х₂=0.95? (в этом случае температуру промежуточного перегрева следует принять на 30°С меньше начальной температуры t₂).

3 . Как влияет промежуточный перегрев на конечную сухость пара?

Задача 3.

В компрессор воздушной холодильной установки воздух поступает из холодильной камеры при давлении p₁ =0,1 МПа и темпера­туре t₁ = — 8⁰С. После изоэнтропного сжатия до давления р₂=0,4 МПа воз­дух поступает в теплообменник, где при постоянном давлении его температура снижается до t₃ = 22⁰С. Затем воздух поступает в детандер, где изоэнтропно расширяется до первоначального давления р₁. После этого воздух снова  возвращается в холодильную камеру, где при постоянном давлении р₁ отнимает тепло от охлаждаемых тел и на­гревается до температуры t₁.

Определить: холодильный коэффициент; температуру воздуха, посту­пающего в холодильную камеру; количество тепла, передаваемое охла­ждающей воде в теплообменнике (в киловаттах); расход воздуха и теоретическую потребную мощность, если холодопроизводительность установки Q = 130 кВт. Расчет иллюстрировать принципиальной схемой установки и ее циклом pV и Ts — диаграммах.

Ответить на вопросы:

1. Каков будет холодильный коэффициент установки, работающей по циклу Карно для вашего варианта задачи? Чем объясняется увеличение холодильного коэффициента?

2. Как влияет степень повышения давления в компрессоре p₂/p₁ на холодильный коэффициент установки?

3. Почему для расширения воздуха в холодильной установке не при­меняют процесс дросселирования?

Задача 4.

По горизонтально расположенной стальной трубе [λ =20 Вт/(м∙К)] со скоростью  W₁ = 3,8 м/с течет вода, имеющая темпера­туру t_в = 150⁰С. Снаружи труба охлаждается воздухом, температуру ко­торого t_возд = 12⁰С, а давление 0,1 МПа. Определить: коэффициенты теплоотдачи α₁и α₂ соответственно от воды к стенке трубы и от стенки трубы к воздуху; коэффициент теплопередачи К и тепловой поток q_ц, отнесенной к 1м длины трубы, если внутренний диаметр равен d₁ = 160 мм, а внешний — d₂ = 180 мм.

Ответить на вопросы:

1. Какой режим течения внутри трубы в вашем варианте задачи?
2. Какой режим движения окружающего трубу воздуха?
3. Почему можно при расчёте принять равенство температур наружной поверхности трубы и воды?

Задачи  можно купить обратившись по e-mail или Вконтакте