Задача 1.
Смесь, состоящая из М1 = 0,9 киломолей азота и М2 = 0,1 киломолей кислорода с начальными параметрами Р1 = 1 МПа и Т1 = 1000K, расширяется до давления Р2 = 0,54 МПа. Расширение может осуществляться по изотерме, адиабате и политропе с показателем n = 0,5. Определить газовую постоянную смеси, её массу и начальный объём, конечные параметры смеси, работу расширения и теплоту, участвующую в процессе. Дать сводную таблицу результатов и анализ её. Показать процессы в PV- и TS – диаграммах.
Вопрос
Как зависит работа расширения от показателя политропы и почему?
Задача 2.
1 кг водяного пара с начальным давлением Р1 = 7 МПа и степенью сухости Х1 = 0,92 изотермически расширяется, при этом к нему подводится теплота q = 430 кДж/кг. Определить, пользуясь h-S – диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии. Решить также задачу, если расширение происходит изобарно. Изобразить процессы в Pv, Ts- u hs – диаграммах.
Вопросы.
1.В каком процессе ( или ) при заданных , и работа будет больше и за счет чего?
2.Упростятся ли расчеты процессов и , если конечная точка попадет в область влажного пара?
Задача 3.
Расход газа в поршневом одноступенчатом компрессоре составляет V1 = 60 м3/мин при давлении Р1 = 0,1 МПа и температуре t1 =250C. При сжатии температура газа повышается на 2000С. Сжатие происходит по политропе с показателем n = 1,29. Газ – О2.
Определить конечное давление, работу сжатия и работу привода компрессора, количество отведённой теплоты, а также теоретическую мощность привода компрессора.
Вопросы
1. Как влияет показатель политропы на конечное давление при выбранном давлении Р1 и фиксированных t1 и t2?
2. Чем ограничивается Р2 в реальном компрессоре?(кроме ограничения по максимально допустимой конечной температуре?).
Задача 4.
Определить потребную поверхность рекуперативного теплообменника, в котором вода нагревается горячими газами. Расчёт произвести для прямоточной и противоточной схемы. Привести график изменения температур для обеих схем движения. Значения температур газа t1΄ = 5000C u t1΄΄ = 3500C, воды t2΄ = 100C u t2΄΄ = 1200C, расход воды М = 0,8 кг/с, коэффициент теплопередачи К = 42 Вт/(м2*К).
Вопросы
1. Какая из схем теплообменников (прямоточная или противоточная) имеет меньшую поверхность и почему?
2. С какой стороны стенки необходимо ставить рёбра, чтобы заметно увеличить теплопередачу?
Задача 5.
Определить индикаторную мощность двухтактного двигателя внутреннего сгорания по его конструктивным параметрам и среднему индикаторному давлению. Значения диаметра цилиндра двигателя D = 100мм, ход поршня S = 118 мм, угловая скорость коленчатого вала ω = 2600мин-1, число цилиндров z = 4 шт и среднее индикаторное давление Рi = 750 кПа.
Вопрос
Чем отличаются процессы приготовления горючей смеси и её воспламенения в карбюраторных и дизельных двигателях?
