Техническая термодинамика

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный Технологический институт
(Технический университет)
Кафедра процессов и аппаратов
Л.И. Лавров, А.В. Марков
ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
Варианты индивидуальных контрольных заданий
для студентов заочной формы обучения
Учебное пособие
для студентов заочной формы обучения
Санкт-Петербург
2009

Стоимость выполнения контрольной работы на заказ (11 задач) уточняйте при заказе.
Стоимость готового варианта контрольной работы составляет уточняйте при заказе.
Готовы следующие варианты:

Вариант 13

Задача 1.1
СО2 объемом V1 при температуре t1 и давлении p1 расширяется с увеличением объема в 5 раз и падением давления до p2. Определить показатель политропы и значение теплоемкости процесса, температуру конечного состояния, теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии процесса. Изобразить процесс в р-v координатах и проанализировать его.
Данные:
V1, м3 = 0,82
t1,°C = 21,5
р1, бар = 3,97
р2, бар = 0,97
Задача 1.2
Для кислорода объемом V1 проводятся от состояния с давлением p1 и температурой t1 до состояния с давлением p2 различные процессы с показателем политропы: а) n = 0,5; б) n = 1; в) n = k; г) n = 3; д) n = − 5.
Сравнить конечные значения объема и температуры и термодинамические величины процесса. Изобразить процессы в р-v координатах и проанализировать их.
Данные:
V1.м3 = 0,42
р1, бар = 0,97
t1,°C = 26,5
р2, бар = 2,97
Задача 1.3
Для 1 кг воздуха осуществлен процесс, в результате которого температура возросла от t1 до t2, а давление возросло от p1 до p2. Определив, каким характеристикам отвечает процесс, сравнить как бы они изменились, если вместо воздуха использовались азот, водород, СН4, СО2, NH3.
Данные:
t1,°C = 26,5
t2,°C = 316,5
p1, бар = 0,97
p2, бар = 1,17

Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм p- v, T-s и графической зависимости с–n анализ процессов сжатия воздуха при показателях политропы 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6. Сравнить особенности и отличия в протекании этих процессов, обратив внимание на знаки термодинамических величин и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объёмом V1, давлением p1 и температурой t1, а сжатие его до давления p2.
Данные:
v1, м3 = 4,2
р1, бар = 0,97
t1,°C = 11,5
р2, бар = 3,97
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм P- v и T-s и, учитывая особенности газов, процесс адиабатного сжатия гелия, азота, метана и углекислого газа от начального состояния с температурой t1, давлением p1 и объемом V1 до пятикратного уменьшения объема. Сравнить затрачиваемые работы на сжатие, изменение внутренней энергии, температуры, давления и эксергии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Данные:
t1,°C = 21,5
p1, бар = 0,97
V1,м3 = 0,052
Задача 2.3
Провести анализ по P- v и T-s диаграммам процессов расширения газа при показателях политропы: 3; 1,5; 1,25; 1; 0,5; 0; -0,1. Сравнить особенности этих процессов для гелия, кислорода, метана. Определить для них значения теплоемкостей. Рассчитать термодинамические величины этих процессов для 1 кг газа, приняв за начальные условия давление p1, температуру t1 и конечное давление p2, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять 3-х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости с–n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Данные:
p1, бар = 4,97
t1,°C = 26,5
p2, бар = 0,97
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления pK. Температура газа в каждой ступени не должна превышать tmax. Начальная температура газа равна t1. Сжатие политропное, показатель политропы равен n.
Определить минимальное число ступеней компрессора, затрачиваемую мощность, температуру газа после сжатия, расход охлаждающей воды при изменении температуры воды на Δtв. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Данные:
Газ = воздух
V1’, м3/с = 0,2
рк, бар = 300
t1,°C = 22
tmax °C = 130
n = 1,25
ΔtB, К = 5

Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-x) вначале изотермически расширяется от давления p1 до давления p2, а затем адиабатично расширяется до давления p3. Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на h -s, p- υ, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,1
p1, бар = 30
p2, бар = 5,5
р3, бар = 1,6
Задача 3.2
5 м3 перегретого пара с давлением p1 и температурой t1 охлаждается сначала изохорно до состояния с давлением p2, а затем сжимается при постоянной сухости до давления p3.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на h-s, p- υ, T-s диаграммах.
Данные:
p1, бар = 6,0
t1,°C = 290
p2, бар = 3,0
p3, бар = 20,0
Задача 3.3
4 м3 влажного пара с 25% влажностью и давлением 3 бара расширяется вначале изобарно до состояния с температурой, а затем адиабатно до состояния с давлением.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на h -s, p- υ, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,25
p1, бар = 3,0
t1,°C = 330
p3, бар = 1,0
Задача 3.4.1
Парокомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tв. В холодильной установке осуществляется сухой цикл с переохлаждением конденсата на . Давление хладагента в испарителе ри, в конденсаторе – рк. Определить холодопроизводительность установки, расход хладагента, холодильный коэффициент, теоретическую мощность двигателя компрессора, теоретически максимальный холодильный коэффициент (для обратного цикла Карно). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgр – h, T – s и р – υ координатах.
Данные:
Хладагент = фреон-12
mл, кг/час = 300
tл, °С = - 12
tB, °С = 7
Δtn, К = 10
Ри, МПа = 0,15
Рк, МПа = 0,75

Дата выполнения: 01/04/2012