Техническая термодинамика

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 01

Задача 1.1
СО2 объемом V1 при температуре t1 и давлении p1 расширяется с увеличением объема в 5 раз и падением давления до р2. Определить показатель политропы и значение теплоемкости процесса, температуру конечного состояния, теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии процесса. Изобразить процесс в p-v координатах и проанализировать его.
Данные:
V1, м3 = 0,70
t1,°C = 20,5
р1, бар = 3,910
р2, бар = 0,910
Задача 1.2
Для кислорода объемом V1 проводятся от состояния с давлением p1 температурой t1, до состояния с давлением р2 различные процессы 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 = 0,30
р1, бар = 0,910
t1,°C = 20,5
р2, бар = 2,910
Задача 1.3
Для 1 кг воздуха осуществлен процесс, в результате которого температура возросла от t1 до t2, а давление возросло от р1 до р2. Определив, каким характеристикам отвечает процесс, сравнить как бы они изменились, если вместо воздуха использовались азот, водород, СН4, СО2, NH3.
Данные:
t1,°C = 20,5
t2,°C = 310,5
p1, бар = 0,910
p2, бар = 1,110

Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм р-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 величии и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объёмом V1, давлением p1 и температурой t1, а сжатие его до давления р2.
Данные:
v1, м3 = 3,0
р1, бар = 0,910
t1,°C = 5,5
р2, бар = 3,910
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм Р-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 эксэргии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Данные:
t1,°C = 15,5
p1, бар = 0,910
V1,м3 = 0,040
Задача 2.3
Провести анализ по Р-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 р1 температуру t1, и конечное давление р2, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять 3х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости с-n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Данные:
p1, бар = 4,910
t1,°C = 20,5
p2, бар = 0,910
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 ΔtB. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Данные:
Газ = азот
V1’, м3/с = 0,2
рк, бар = 140
t1,°C = 10
tmax °C = 120
n = 1,3
ΔtB, К = 5

Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-х) вначале изотермически расширяется от давления р1, до давления р2, а затем адиабатично расширяется до давления р3.
Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-V, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,10
p1, бар = 20
p2, бар = 3,0
р3, бар = 1,6
Задача 3.2
5 м3 перегретого пара с давлением p1 и температурой t1 охлаждается сначала изохорно до состояния с давлением р2, а затем сжимается при постоянной сухости до давления р3.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р- v, T-s диаграммах.
Данные:
p1, бар = 5,0
t1,°C = 330
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 400°С, а затем адиабатно до состояния с давлением 1 бар.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-v, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,25
p1, бар = 3,0
t1,°C = 400
p3, бар = 2,0
Задача 3.4.1
Пapoкомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tB. В холодильной установке осуществляется сухой цикл с переохлаждением конденсата на Δtn. 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 Карио). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgP - i, Т - s и Р - v координатах.
Данные:
Хладагент = аммиак
mл, кг/час = 500
tл, °С = - 10
tB, °С = 15
Δtn, К = 8
Ри, МПа = 0,07
Рк, МПа = 1,0

Дата выполнения: 17/04/2011

Вариант 02

Задача 1.1
СО2 объемом V1 при температуре t1 и давлении p1 расширяется с увеличением объема в 5 раз и падением давления до р2. Определить показатель политропы и значение теплоемкости процесса, температуру конечного состояния, теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии процесса. Изобразить процесс в p-v координатах и проанализировать его.
Данные:
V1, м3 = 0,71
t1,°C = 21
р1, бар = 3,915
р2, бар = 0,915
Задача 1.2
Для кислорода объемом V1 проводятся от состояния с давлением p1 температурой t1, до состояния с давлением р2 различные процессы 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 = 0,31
р1, бар = 0,915
t1,°C = 21
р2, бар = 2,915
Задача 1.3
Для 1 кг воздуха осуществлен процесс, в результате которого температура возросла от t1 до t2, а давление возросло от р1 до р2. Определив, каким характеристикам отвечает процесс, сравнить как бы они изменились, если вместо воздуха использовались азот, водород, СН4, СО2, NH3.
Данные:
t1,°C = 21
t2,°C = 311
p1, бар = 0,915
p2, бар = 1,115

Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм р-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 величии и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объёмом V1, давлением p1 и температурой t1, а сжатие его до давления р2.
Данные:
v1, м3 = 3,1
р1, бар = 0,915
t1,°C = 6,0
р2, бар = 3,915
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм Р-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 эксэргии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Данные:
t1,°C = 16
p1, бар = 0,915
V1,м3 = 0,041
Задача 2.3
Провести анализ по Р-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 р1 температуру t1, и конечное давление р2, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять 3х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости с-n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Данные:
p1, бар = 4,915
t1,°C = 21
p2, бар = 0,915
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 ΔtB. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Данные:
Газ = азот
V1’, м3/с = 0,3
рк, бар = 150
t1,°C = 20
tmax °C = 130
n = 1,25
ΔtB, К = 10

Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-х) вначале изотермически расширяется от давления р1, до давления р2, а затем адиабатично расширяется до давления р3.
Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-V, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,10
p1, бар = 20
p2, бар = 3,5
р3, бар = 1,6
Задача 3.2
5 м3 перегретого пара с давлением p1 и температурой t1 охлаждается сначала изохорно до состояния с давлением р2, а затем сжимается при постоянной сухости до давления р3.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р- v, T-s диаграммах.
Данные:
p1, бар = 5,0
t1,°C = 320
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 400°С, а затем адиабатно до состояния с давлением p3 бар.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-v, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,25
p1, бар = 3,0
t1,°C = 400
p3, бар = 1,8
Задача 3.4.1
Пapoкомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tB. В холодильной установке осуществляется сухой цикл с переохлаждением конденсата на Δtn. 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 Карио). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgP - i, Т - s и Р - v координатах.
Данные:
Хладагент = аммиак
mл, кг/час = 400
tл, °С = - 11
tB, °С = 14
Δtn, К = 10
Ри, МПа = 0,1
Рк, МПа = 1,1

Дата выполнения: 21/05/2011

Вариант 04

Задача 1.1
СО2 объемом V1 при температуре t1 и давлении p1 расширяется с увеличением объема в 5 раз и падением давления до р2. Определить показатель политропы и значение теплоемкости процесса, температуру конечного состояния, теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии процесса. Изобразить процесс в p-v координатах и проанализировать его.
Данные:
V1, м3 = 0,73
t1,°C = 22,0
р1, бар = 3,925
р2, бар = 0,925
Задача 1.2
Для кислорода объемом V1 проводятся от состояния с давлением p1 температурой t1, до состояния с давлением р2 различные процессы 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 = 0,33
р1, бар = 0,925
t1,°C = 22
р2, бар = 2,925
Задача 1.3
Для 1 кг воздуха осуществлен процесс, в результате которого температура возросла от t1 до t2, а давление возросло от р1 до р2. Определив, каким характеристикам отвечает процесс, сравнить как бы они изменились, если вместо воздуха использовались азот, водород, СН4, СО2, NH3.
Данные:
t1,°C = 22
t2,°C = 312
p1, бар = 0,925
p2, бар = 1,125

Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм р-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 величии и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объёмом V1, давлением p1 и температурой t1, а сжатие его до давления р2.
Данные:
v1, м3 = 3,3
р1, бар = 0,925
t1,°C = 7
р2, бар = 3,925
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм Р-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 эксэргии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Данные:
t1,°C = 17
p1, бар = 0,925
V1,м3 = 0,043
Задача 2.3
Провести анализ по Р-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 р1 температуру t1, и конечное давление р2, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять 3х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости с-n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Данные:
p1, бар = 4,925
t1,°C = 22
p2, бар = 0,925
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 ΔtB. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Данные:
Газ = азот
V1’, м3/с = 0,5
рк, бар = 170
t1,°C = 15
tmax °C = 140
n = 1,3
ΔtB, °C = 20

Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-х) вначале изотермически расширяется от давления р1, до давления р2, а затем адиабатично расширяется до давления р3.
Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-V, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,10
p1, бар = 20
p2, бар = 4,5
р3, бар = 1,6
Задача 3.2
5 м3 перегретого пара с давлением p1 и температурой t1 охлаждается сначала изохорно до состояния с давлением р2, а затем сжимается при постоянной сухости до давления р3.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р- v, T-s диаграммах.
Данные:
p1, бар = 5,0
t1,°C = 300
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 400°С, а затем адиабатно до состояния с давлением 1 бар.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-v, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,25
p1, бар = 3,0
t1,°C = 400
p3, бар = 1,4
Задача 3.4.1
Пapoкомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tB. В холодильной установке осуществляется сухой цикл с переохлаждением конденсата на Δtn. 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 Карио). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgP - i, Т - s и Р - v координатах.
Данные:
Хладагент = аммиак
mл, кг/час = 200
tл, °С = - 13
tB, °С = 12
Δtn, °С = 8
Ри, МПа = 0,2
Рк, МПа = 1,1

Дата выполнения: 17/04/2011

Вариант 05

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 = 0,74
t1,°C = 22,5
р1, бар = 3,93
р2, бар = 0,93
Задача 1.2
Для кислорода объемом V1 проводятся от состояния с давлением p1 температурой t1, до состояния с давлением р2 различные процессы 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 = 0,34
р1, бар = 0,93
t1,°C = 22,5
р2, бар = 2,93
Задача 1.3
Для 1 кг воздуха осуществлен процесс, в результате которого температура возросла от t1 до t2, а давление возросло от р1 до р2. Определив, каким характеристикам отвечает процесс, сравнить как бы они изменились, если вместо воздуха использовались азот, водород, СН4, СО2, NH3.
Данные:
t1,°C = t1,°C
t2,°C = 312,5
p1, бар = 0,93
p2, бар = 1,13

Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм р-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 величии и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объёмом V1, давлением p1 и температурой t1, а сжатие его до давления р2.
Данные:
v1, м3 = 3,4
р1, бар = 0,93
t1,°C = 7,5
р2, бар = 3,93
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм Р-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 эксэргии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Данные:
t1,°C = 17,5
p1, бар = 0,93
V1,м3 = 0,044
Задача 2.3
Провести анализ по Р-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 р1 температуру t1, и конечное давление р2, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять 3х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости с-n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Данные:
p1, бар = 4,93
t1,°C = 22,5
p2, бар = 0,93
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 ΔtB. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Данные:
Газ = аргон
V1’, м3/с = 0,4
рк, бар = 220
t1,°C = 20
tmax °C = 140
n = 1,5
ΔtB, К = 15

Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-х) вначале изотермически расширяется от давления р1, до давления р2, а затем адиабатично расширяется до давления р3.
Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-V, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,1
p1, бар = 20
p2, бар = 5,0
р3, бар = 1,6
Задача 3.2
5 м3 перегретого пара с давлением p1 и температурой t1 охлаждается сначала изохорно до состояния с давлением р2, а затем сжимается при постоянной сухости до давления р3.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р- v, T-s диаграммах.
Данные:
p1, бар = 5,0
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 400°С, а затем адиабатно до состояния с давлением 1 бар.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-v, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,25
p1, бар = 3,0
t1,°C = 400
p3, бар = 1.2
Задача 3.4.1
Пapoкомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tB. В холодильной установке осуществляется сухой цикл с переохлаждением конденсата на Δtn. 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 Карио). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgP - i, Т - s и Р - v координатах.
Данные:
Хладагент = аммиак
mл, кг/час = 100
tл, °С = - 14
tB, °С = 11
Δtn, К = 14
Ри, МПа = 0,25
Рк, МПа = 1,6

Дата выполнения: 17/04/2011

Вариант 06

Задача 1.1
СО2 объемом V1 при температуре t1 и давлении p1 расширяется с увеличением объема в 5 раз и падением давления до р2. Определить показатель политропы и значение теплоемкости процесса, температуру конечного состояния, теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии процесса. Изобразить процесс в p-v координатах и проанализировать его.
Данные:
V1, м3 = 0,75
t1,°C = 23
р1, бар = 3,935
р2, бар = 0,935
Задача 1.2
Для кислорода объемом V1 проводятся от состояния с давлением p1 температурой t1, до состояния с давлением р2 различные процессы 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 = 0,35
р1, бар = 0,935
t1,°C = 23
р2, бар = 2,935
Задача 1.3
Для 1 кг воздуха осуществлен процесс, в результате которого температура возросла от t1 до t2, а давление возросло от р1 до р2. Определив, каким характеристикам отвечает процесс, сравнить как бы они изменились, если вместо воздуха использовались азот, водород, СН4, СО2, NH3.
Данные:
t1,°C = 23
t2,°C = 313
p1, бар = 0,935
p2, бар = 1,135

Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм р-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 величии и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объёмом V1, давлением p1 и температурой t1, а сжатие его до давления р2.
Данные:
v1, м3 = 3,5
р1, бар = 0,935
t1,°C = 8,0
р2, бар = 3,935
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм Р-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 эксэргии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Данные:
t1,°C = 18,0
p1, бар = 0,935
V1,м3 = 0,045
Задача 2.3
Провести анализ по Р-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 р1 температуру t1, и конечное давление р2, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять 3х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости с-n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Данные:
p1, бар = 4,935
t1,°C = 23,0
p2, бар = 0,935
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 ΔtB. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Данные:
Газ = аргон
V1’, м3/с = 0,3
рк, бар = 230
t1,°C = 21
tmax °C = 130
n = 1,45
ΔtB, К = 10

Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-х) вначале изотермически расширяется от давления р1, до давления р2, а затем адиабатично расширяется до давления р3.
Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-V, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,1
p1, бар = 20
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 р2, а затем сжимается при постоянной сухости до давления р3.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р- v, T-s диаграммах.
Данные:
p1, бар = 5,0
t1,°C = 280
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 400°С, а затем адиабатно до состояния с давлением 1 бар.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-v, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,25
p1, бар = 3,0
t1,°C = 400
p3, бар = 1,0
Задача 3.4.1
Пapoкомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tB. В холодильной установке осуществляется сухой цикл с переохлаждением конденсата на Δtn. 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 Карио). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgP - i, Т - s и Р - v координатах.
Данные:
Хладагент = фреон-22
mл, кг/час = 100
tл, °С = - 15
tB, °С = 10
Δtn, К = 15
Ри, МПа = 0,05
Рк, МПа = 1,5

Дата выполнения: 18/05/2011

Вариант 07

Задача 1.1
СО2 объемом V1 при температуре t1 и давлении p1 расширяется с увеличением объема в 5 раз и падением давления до р2. Определить показатель политропы и значение теплоемкости процесса, температуру конечного состояния, теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии процесса. Изобразить процесс в p-v координатах и проанализировать его.
Данные:
V1, м3 = 0,76
t1,°C = 23,5
р1, бар = 3,94
р2, бар = 0,94
Задача 1.2
Для кислорода объемом V1 проводятся от состояния с давлением p1 температурой t1, до состояния с давлением р2 различные процессы 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 = 0,36
р1, бар = 0,94
t1,°C = 23,5
р2, бар = 2,94
Задача 1.3
Для 1 кг воздуха осуществлен процесс, в результате которого температура возросла от t1 до t2, а давление возросло от р1 до р2. Определив, каким характеристикам отвечает процесс, сравнить как бы они изменились, если вместо воздуха использовались азот, водород, СН4, СО2, NH3.
Данные:
t1,°C = 23,5
t2,°C = 313,5
p1, бар = 0,94
p2, бар = 1,14

Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм р-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 величии и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объёмом V1, давлением p1 и температурой t1, а сжатие его до давления р2.
Данные:
v1, м3 = 3,6
р1, бар = 0,94
t1,°C = 8,5
р2, бар = 3,94
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм Р-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 эксэргии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Данные:
t1,°C = 18,5
p1, бар = 0,94
V1,м3 = 0,046
Задача 2.3
Провести анализ по Р-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 р1 температуру t1, и конечное давление р2, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять 3х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости с-n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Данные:
p1, бар = 4,94
t1,°C = 23,5
p2, бар = 0,94
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 ΔtB. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Данные:
Газ = аргон
V1’, м3/с = 0,2
рк, бар = 240
t1,°C = 22
tmax °C = 150
n = 1,4
ΔtB, °C = 15

Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-х) вначале изотермически расширяется от давления р1, до давления р2, а затем адиабатично расширяется до давления р3.
Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-V, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,10
p1, бар = 20
p2, бар = 6,0
р3, бар = 1,6
Задача 3.2
5 м3 перегретого пара с давлением p1 и температурой t1 охлаждается сначала изохорно до состояния с давлением р2, а затем сжимается при постоянной сухости до давления р3.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р- v, T-s диаграммах.
Данные:
p1, бар = 5,0
t1,°C = 280
p2, бар = 3,0
p3, бар = 5,0
Задача 3.3
4 м3 влажного пара с 25% влажностью и давлением 3 бара расширяется вначале изобарно до состояния с температурой 400°С, а затем адиабатно до состояния с давлением 1 бар.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-v, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,25
p1, бар = 3,0
t1,°C = 390
p3, бар = 1,0
Задача 3.4.1
Пapoкомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tB. В холодильной установке осуществляется сухой цикл с переохлаждением конденсата на Δtn. 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 Карио). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgP - i, Т - s и Р - v координатах.
Данные:
Хладагент = фреон-22
mл, кг/час = 200
tл, °С = - 14
tB, °С = 9
Δtn, °С = 7
Ри, МПа = 0,08
Рк, МПа = 1,1

Дата выполнения: 17/04/2011

Вариант 08

Задача 1.1
СО2 объемом V1 при температуре t1 и давлении p1 расширяется с увеличением объема в 5 раз и падением давления до р2. Определить показатель политропы и значение теплоемкости процесса, температуру конечного состояния, теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии процесса. Изобразить процесс в p-v координатах и проанализировать его.
Данные:
V1, м3 = 0,77
t1,°C = 24,0
р1, бар = 3,945
р2, бар = 0,945
Задача 1.2
Для кислорода объемом V1 проводятся от состояния с давлением p1 температурой t1, до состояния с давлением р2 различные процессы 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 = 0,37
р1, бар = 0,945
t1,°C = 24,0
р2, бар = 2,945
Задача 1.3
Для 1 кг воздуха осуществлен процесс, в результате которого температура возросла от t1 до t2, а давление возросло от р1 до р2. Определив, каким характеристикам отвечает процесс, сравнить как бы они изменились, если вместо воздуха использовались азот, водород, СН4, СО2, NH3.
Данные:
t1,°C = 24,0
t2,°C = 314,0
p1, бар = 0,945
p2, бар = 1,145

Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм р-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 величии и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объёмом V1, давлением p1 и температурой t1, а сжатие его до давления р2.
Данные:
v1, м3 = 3,7
р1, бар = 0,945
t1,°C = 9,0
р2, бар = 3,945
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм Р-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 эксэргии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Данные:
t1,°C = 19,0
p1, бар = 0,945
V1,м3 = 0,047
Задача 2.3
Провести анализ по Р-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 р1 температуру t1, и конечное давление р2, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять 3х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости с-n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Данные:
p1, бар = 4,945
t1,°C = 24,0
p2, бар = 0,945
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 ΔtB. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Данные:
Газ = аргон
V1’, м3/с = 0,5
рк, бар = 250
t1,°C = 23
tmax °C = 160
n = 1,55
ΔtB, К = 20

Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-х) вначале изотермически расширяется от давления р1, до давления р2, а затем адиабатично расширяется до давления р3.
Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-V, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,10
p1, бар = 30
p2, бар = 3,0
р3, бар = 1,6
Задача 3.2
5 м3 перегретого пара с давлением p1 и температурой t1 охлаждается сначала изохорно до состояния с давлением р2, а затем сжимается при постоянной сухости до давления р3.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р- v, T-s диаграммах.
Данные:
p1, бар = 5,0
t1,°C = 280
p2, бар = 3,0
p3, бар = 6,0
Задача 3.3
4 м3 влажного пара с 25% влажностью и давлением 3 бара расширяется вначале изобарно до состояния с температурой 400°С, а затем адиабатно до состояния с давлением 1 бар.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-v, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,25
p1, бар = 3,0
t1,°C = 380
p3, бар = 1,0
Задача 3.4.1
Пapoкомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tB. В холодильной установке осуществляется сухой цикл с переохлаждением конденсата на Δtn. 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 Карио). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgP - i, Т - s и Р - v координатах.
Данные:
Хладагент = фреон - 22
mл, кг/час = 300
tл, °С = - 13
tB, °С = 8
Δtn, К = 10
Ри, МПа = 0,10
Рк, МПа = 1,5

Дата выполнения: 17/04/2011

Вариант 09

Задача 1.1
СО2 объемом V1 при температуре t1 и давлении p1 расширяется с увеличением объема в 5 раз и падением давления до р2. Определить показатель политропы и значение теплоемкости процесса, температуру конечного состояния, теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии процесса. Изобразить процесс в p-v координатах и проанализировать его.
Данные:
V1, м3 = 0,78
t1,°C = 24,5
р1, бар = 3,95
р2, бар = 0,95
Задача 1.2
Для кислорода объемом V1 проводятся от состояния с давлением p1 температурой t1, до состояния с давлением р2 различные процессы 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 = 0,38
р1, бар = 0,95
t1,°C = 24,5
р2, бар = 2,95
Задача 1.3
Для 1 кг воздуха осуществлен процесс, в результате которого температура возросла от t1 до t2, а давление возросло от р1 до р2. Определив, каким характеристикам отвечает процесс, сравнить как бы они изменились, если вместо воздуха использовались азот, водород, СН4, СО2, NH3.
Данные:
t1,°C = 24,5
t2,°C = 314,5
p1, бар = 0,95
p2, бар = 1,15

Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм р-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 величии и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объёмом V1, давлением p1 и температурой t1, а сжатие его до давления р2.
Данные:
v1, м3 = 3,8
р1, бар = 0,9
t1,°C = 9,5
р2, бар = 3,95
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм Р-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 эксэргии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Данные:
t1,°C = 19,5
p1, бар = 0,95
V1,м3 = 0,048
Задача 2.3
Провести анализ по Р-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 р1 температуру t1, и конечное давление р2, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять 3х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости с-n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Данные:
p1, бар = 4,95
t1,°C = 24,5
p2, бар = 0,95
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 ΔtB. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Данные:
Газ = водород
V1’, м3/с = 0,6
рк, бар = 180
t1,°C = 16
tmax °C = 160
n = 1,25
ΔtB, °C = 15

Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-х) вначале изотермически расширяется от давления р1, до давления р2, а затем адиабатично расширяется до давления р3.
Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-V, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,10
p1, бар = 30
p2, бар = 3,5
р3, бар = 1,6
Задача 3.2
5 м3 перегретого пара с давлением p1 и температурой t1 охлаждается сначала изохорно до состояния с давлением р2, а затем сжимается при постоянной сухости до давления р3.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р- v, T-s диаграммах.
Данные:
p1, бар = 5,0
t1,°C = 280
p2, бар = 3,0
p3, бар = 7,0
Задача 3.3
4 м3 влажного пара с 25% влажностью и давлением 3 бара расширяется вначале изобарно до состояния с температурой 400°С, а затем адиабатно до состояния с давлением 1 бар.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-v, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,25
p1, бар = 3,0
t1,°C = 370
p3, бар = 1,0
Задача 3.4.1
Пapoкомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tB. В холодильной установке осуществляется сухой цикл с переохлаждением конденсата на Δtn. 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 Карио). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgP - i, Т - s и Р - v координатах.
Данные:
Хладагент = фреон-22
mл, кг/час = 400
tл, °С = - 12
tB, °С = 7
Δtn, °С = 0
Ри, МПа = 0,15
Рк, МПа = 0,8

Дата выполнения: 17/04/2011

Вариант 11

Задача 1.1
СО2 объемом V1 при температуре t1 и давлении p1 расширяется с увеличением объема в 5 раз и падением давления до р2. Определить показатель политропы и значение теплоемкости процесса, температуру конечного состояния, теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии процесса. Изобразить процесс в p-v координатах и проанализировать его.
Данные:
V1, м3 = 0,8
t1,°C = 20,5
р1, бар = 3,96
р2, бар = 0,96
Задача 1.2
Для кислорода объемом V1 проводятся от состояния с давлением p1 температурой t1, до состояния с давлением р2 различные процессы 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 = 0,4
р1, бар = 0,96
t1,°C = 25,5
р2, бар = 2,96
Задача 1.3
Для 1 кг воздуха осуществлен процесс, в результате которого температура возросла от t1 до t2, а давление возросло от р1 до р2. Определив, каким характеристикам отвечает процесс, сравнить как бы они изменились, если вместо воздуха использовались азот, водород, СН4, СО2, NH3.
Данные:
t1,°C = 25,5
t2,°C = 315,5
p1, бар = 0,96
p2, бар = 1,16

Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм р-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 величии и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объёмом V1, давлением p1 и температурой t1, а сжатие его до давления р2.
Данные:
v1, м3 = 4,0
р1, бар = 0,96
t1,°C = 10,5
р2, бар = 3,96
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм Р-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 эксэргии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Данные:
t1,°C = 20,5
p1, бар = 0,96
V1,м3 = 0,05
Задача 2.3
Провести анализ по Р-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 р1 температуру t1, и конечное давление р2, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять 3х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости с-n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Данные:
p1, бар = 4,96
t1,°C = 25,5
p2, бар = 0,96
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 ΔtB. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Данные:
Газ = азот
V1’, м3/с = 0,6
рк, бар = 200
t1,°C = 25
tmax °C = 120
n = 1,2
ΔtB, К = 15

Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-х) вначале изотермически расширяется от давления р1, до давления р2, а затем адиабатично расширяется до давления р3.
Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-V, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,1
p1, бар = 30
p2, бар = 4.5
р3, бар = 1,6
Задача 3.2
5 м3 перегретого пара с давлением p1 и температурой t1 охлаждается сначала изохорно до состояния с давлением р2, а затем сжимается при постоянной сухости до давления р3.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р- v, T-s диаграммах.
Данные:
p1, бар = 5,0
t1,°C = 280
p2, бар = 3,0
p3, бар = 9,0
Задача 3.3
4 м3 влажного пара с 25% влажностью и давлением 3 бара расширяется вначале изобарно до состояния с температурой 400°С, а затем адиабатно до состояния с давлением 1 бар.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-v, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,25
p1, бар = 3,0
t1,°C = 350
p3, бар = 1,0
Задача 3.4.1
Пapoкомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tB. В холодильной установке осуществляется сухой цикл с переохлаждением конденсата на Δtn. 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 Карио). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgP - i, Т - s и Р - v координатах.
Данные:
Хладагент = фреон-12
mл, кг/час = 500
tл, °С = - 10
tB, °С = 5
Δtn, К = 0
Ри, МПа = 0,05
Рк, МПа = 0,55

Дата выполнения: 23/05/2011

Вариант 12

Задача 1.1
СО2 объемом V1 при температуре t1 и давлении p1 расширяется с увеличением объема в 5 раз и падением давления до р2. Определить показатель политропы и значение теплоемкости процесса, температуру конечного состояния, теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии процесса. Изобразить процесс в p-v координатах и проанализировать его.
Данные:
V1, м3 = 0,81
t1,°C = 21,0
р1, бар = 3,965
р2, бар = 0,965
Задача 1.2
Для кислорода объемом V1 проводятся от состояния с давлением p1 температурой t1, до состояния с давлением р2 различные процессы 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 = 0,41
р1, бар = 0,965
t1,°C = 26,0
р2, бар = 2,965
Задача 1.3
возросла от t1 до t2, а давление возросло от р1 до р2. Определив, каким характеристикам отвечает процесс, сравнить как бы они изменились, если вместо воздуха использовались азот, водород, СН4, СО2, NH3.
Данные:
t1,°C = 26,0
t2,°C = 316,0
p1, бар = 0,965
p2, бар = 1,165

Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм р-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 величии и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объёмом V1, давлением p1 и температурой t1, а сжатие его до давления р2.
Данные:
v1, м3 = 4,1
р1, бар = 0,965
t1,°C = 11,0
р2, бар = 3,965
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм Р-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 эксэргии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Данные:
t1,°C = 21,0
p1, бар = 0,965
V1,м3 = 0,051
Задача 2.3
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 р1 температуру t1, и конечное давление р2, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять 3х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости с-n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Данные:
p1, бар = 4,965
t1,°C = 26,0
p2, бар = 0,965
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 ΔtB. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Данные:
Газ = водород
V1’, м3/с = 0,5
рк, бар = 210
t1,°C = 19
tmax °C = 130
n = 1,2
ΔtB, К = 20

Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-х) вначале изотермически расширяется от давления р1, до давления р2, а затем адиабатично расширяется до давления р3.
Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-V, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,1
p1, бар = 30
p2, бар = 5,0
р3, бар = 1,6
Задача 3.2
5 м3 перегретого пара с давлением p1 и температурой t1 охлаждается сначала изохорно до состояния с давлением р2, а затем сжимается при постоянной сухости до давления р3.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р- v, T-s диаграммах.
Данные:
p1, бар = 5,0
t1,°C = 280
p2, бар = 3,0
p3, бар = 10,0
Задача 3.3
4 м3 влажного пара с 25% влажностью и давлением 3 бара расширяется вначале изобарно до состояния с температурой 400°С, а затем адиабатно до состояния с давлением 1 бар.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-v, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,25
p1, бар = 3,0
t1,°C = 340
p3, бар = 1,0
Задача 3.4.1
Пapoкомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tB. В холодильной установке осуществляется сухой цикл с переохлаждением конденсата на Δtn. 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 Карио). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgP - i, Т - s и Р - v координатах.
Данные:
Хладагент = фреон-12
mл, кг/час = 400
tл, °С = - 11
tB, °С = 6
Δtn, К = 15
Ри, МПа = 0,1
Рк, МПа = 0,95

Дата выполнения: 16/04/2011

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

Вариант 14

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 = 0,83
t1,°C = 22,0
р1, бар = 3,975
р2, бар = 0,975
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 = 0,43
р1, бар = 0,975
t1,°C = 27,0
р2, бар = 2,975
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 = 27,0
t2,°C = 317,0
p1, бар = 0,975
p2, бар = 1,175

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 = 4,3
р1, бар = 0,975
t1,°C = 12,0
р2, бар = 3,975
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 = 22,0
p1, бар = 0,975
V1,м3 = 0,053
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 = 4,975
t1,°C = 27,0
p2, бар = 0,975
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 = 0,4
рк, бар = 140
t1,°C = 21
tmax °C = 140
n = 1,3
ΔtB, К = 10

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) = 0,10
p1, бар = 30
p2, бар = 5,0
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 = 7,0
t1,°C = 290
p2, бар = 4,0
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 = 320
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 = аммиак
mл, кг/час = 200
tл, °С = - 13
tB, °С = 8
Δtn, К = 10
Ри, МПа = 0,05
Рк, МПа = 0,95

Дата выполнения: 18/05/2012

Вариант 16

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 = 0,85
t1,°C = 23,0
р1, бар = 3,985
р2, бар = 0,985
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 = 0,45
р1, бар = 0,985
t1,°C = 28,0
р2, бар = 2,985
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 = 28,0
t2,°C = 318,0
p1, бар = 0,985
p2, бар = 1,185

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 = 4,5
р1, бар = 0,985
t1,°C = 13,0
р2, бар = 3,985
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 = 23,0
p1, бар = 0,985
V1,м3 = 0,055
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 = 4,985
t1,°C = 28,0
p2, бар = 0,985
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 = 0,7
рк, бар = 160
t1,°C = 19
tmax °C = 130
n = 1,3
ΔtB, К = 20

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) = 0,15
p1, бар = 20
p2, бар = 3,5
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 = 9,0
t1,°C = 290
p2, бар = 6,0
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 = 300
p3, бар = 1,0
Задача 3.4.2
Холодопроизводительность парокомпрессионной холодильной установки . Температура хладагента при испарении , при конденсации – , перед компрессором – . Конденсат переохлаждается на . Определить давления испарения и конденсации, энтальпии хладагента до и после компрессора и перед дроссельным вентилем; 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 = аммиак
tл, °С = - 30
tB, °С = 0

Дата выполнения: 11/05/2012

Вариант 17

Задача 1.1
СО2 объемом V1 при температуре t1 и давлении p1 расширяется с увеличением объема в 5 раз и падением давления до р2. Определить показатель политропы и значение теплоемкости процесса, температуру конечного состояния, теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии процесса. Изобразить процесс в p-v координатах и проанализировать его.
Данные:
V1, м3 = 0,86
t1,°C = 23,5
р1, бар = 3,99
р2, бар = 0,99
Задача 1.2
Для кислорода объемом V1 проводятся от состояния с давлением p1 температурой t1, до состояния с давлением р2 различные процессы 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 = 0,46
р1, бар = 0,99
t1,°C = 28,5
р2, бар = 2,99
Задача 1.3
Для 1 кг воздуха осуществлен процесс, в результате которого температура возросла от t1 до t2, а давление возросло от р1 до р2. Определив, каким характеристикам отвечает процесс, сравнить как бы они изменились, если вместо воздуха использовались азот, водород, СН4, СО2, NH3.
Данные:
t1,°C = 28,5
t2,°C = 318,5
p1, бар = 0,99
p2, бар = 1,19

Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм р-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 величии и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объёмом V1, давлением p1 и температурой t1, а сжатие его до давления р2.
Данные:
v1, м3 = 4,6
р1, бар = 0,99
t1,°C = 13,5
р2, бар = 3,99
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм Р-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 эксэргии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Данные:
t1,°C = 23,5
p1, бар = 0,99
V1,м3 = 0,056
Задача 2.3
Провести анализ по Р-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 р1 температуру t1, и конечное давление р2, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять 3х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости с-n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Данные:
p1, бар = 4,99
t1,°C = 28,5
p2, бар = 0,99
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 ΔtB. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Данные:
Газ = гелий
V1’, м3/с = 0,6
рк, бар = 170
t1,°C = 10
tmax °C = 140
n = 1,5
ΔtB, °C = 15

Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-х) вначале изотермически расширяется от давления р1, до давления р2, а затем адиабатично расширяется до давления р3.
Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-V, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,15
p1, бар = 20
p2, бар = 4
р3, бар = 1,6
Задача 3.2
5 м3 перегретого пара с давлением p1 и температурой t1 охлаждается сначала изохорно до состояния с давлением р2, а затем сжимается при постоянной сухости до давления р3.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р- v, T-s диаграммах.
Данные:
p1, бар = 10,0
t1,°C = 280
p2, бар = 5,0
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 400°С, а затем адиабатно до состояния с давлением 1 бар.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-v, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,27
p1, бар = 3,0
t1,°C = 400
p3, бар = 1,0
Задача 3.4.2
Пapoкомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tB. В холодильной установке осуществляется сухой цикл с переохлаждением конденсата на Δtn. 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 lgP - i, Т - s и Р - v координатах.
Данные:
Хладагент = аммиак
t1, °С = - 25
Δtn, °С = 0
tu, °С = -34
tk, °С = 20

Дата выполнения: 17/04/2011

Вариант 18

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 = 0,87
t1,°C = 24,0
р1, бар = 3,995
р2, бар = 0,995
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 = 0,47
р1, бар = 0,995
t1,°C = 29,0
р2, бар = 2,995
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 = 29,0
t2,°C = 319,0
p1, бар = 0,995
p2, бар = 1,195

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 = 4,7
р1, бар = 0,995
t1,°C = 14,0
р2, бар = 3,995
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 = 24,0
p1, бар = 0,995
V1,м3 = 0,057
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 = 4,995
t1,°C = 29,0
p2, бар = 0,995
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 = гелий
V1’, м3/с = 0,5
рк, бар = 180
t1,°C = 15
tmax °C = 150
n = 1,45
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) = 0,15
p1, бар = 20
p2, бар = 4,5
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 = 10,0
t1,°C = 280
p2, бар = 5,0
p3, бар = 22,0
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) = 0,23
p1, бар = 3,0
t1,°C = 400
p3, бар = 1,0
Задача 3.4.2
Холодопроизводительность парокомпрессионной холодильной установки. Температура хладагента при испарении , при конденсации – , перед компрессором – . Конденсат переохлаждается на . Определить давления испарения и конденсации, энтальпии хладагента до и после компрессора и перед дроссельным вентилем; 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 = аммиак
tл, °С = - 20
tB, °С = 6

Дата выполнения: 10/05/2012

Вариант 19

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 = 0,88
t1,°C = 24,5
р1, бар = 4,000
р2, бар = 1,000
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 = 0,48
р1, бар = 1,000
t1,°C = 29,5
р2, бар = 3,000
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 = 29,5
t2,°C = 319,5
p1, бар = 1,000
p2, бар = 1,200

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 = 4,8
р1, бар = 1,000
t1,°C = 14,5
р2, бар = 4,000
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 = 24,5
p1, бар = 1,000
V1,м3 = 0,058
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 = 5,000
t1,°C = 29,5
p2, бар = 1,000
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 = гелий
V1’, м3/с = 0,4
рк, бар = 190
t1,°C = 14
tmax °C = 160
n = 1,4
ΔtB, К = 15

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) = 0,15
p1, бар = 20
p2, бар = 5,0
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 = 10,0
t1,°C = 280
p2, бар = 5,0
p3, бар = 24,0
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) = 0,22
p1, бар = 3,0
t1,°C = 400
p3, бар = 1,0
Задача 3.4.2
Холодопроизводительность парокомпрессионной холодильной установки. Температура хладагента при испарении , при конденсации – , перед компрессором – . Конденсат переохлаждается на . Определить давления испарения и конденсации, энтальпии хладагента до и после компрессора и перед дроссельным вентилем; 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 = аммиак
tл, °С = - 10
tB, °С = 10

Дата выполнения: 10/05/2012

Вариант 22

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 = 0,91
t1,°C = 21,0
р1, бар = 4,015
р2, бар = 1,015
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 = 0,51
р1, бар = 1,015
t1,°C = 31,0
р2, бар = 3,015
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 = 31,0
t2,°C = 321,0
p1, бар = 1,015
p2, бар = 1,215

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 = 5,1
р1, бар = 1,015
t1,°C = 11,0
р2, бар = 4,015
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 = 21,0
p1, бар = 1,015
V1,м3 = 0,061
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 = 5,015
t1,°C = 31,0
p2, бар = 1,015
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 = кислород
V1’, м3/с = 0,7
рк, бар = 210
t1,°C = 16
tmax °C = 130
n = 1,25
ΔtB, К = 15

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) = 0,15
p1, бар = 30
p2, бар = 3,0
р3, бар = 1,0
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 = 10,0
t1,°C = 280
p2, бар = 5,0
p3, бар = 30,0
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) = 0,19
p1, бар = 3,0
t1,°C = 400
p3, бар = 1,0
Задача 3.4.2
Холодопроизводительность парокомпрессионной холодильной установки . Температура хладагента при испарении , при конденсации – , перед компрессором – . Конденсат переохлаждается на . Определить давления испарения и конденсации, энтальпии хладагента до и после компрессора и перед дроссельным вентилем; 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 = аммиак
tл, °С = - 20
tB, °С = 10

Дата выполнения: 28/04/2012

Вариант 24

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 = 0,93
t1,°C = 23
р1, бар = 4,025
р2, бар = 1,025
Задача 1.2
Для кислорода объемом V1 проводятся от состояния с давлением p1 температурой t1, до состояния с давлением р2 различные процессы 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 = 0,34
р1, бар = 1,025
t1,°C = 32
р2, бар = 3,025
Задача 1.3
Для 1 кг воздуха осуществлен процесс, в результате которого температура возросла от t1 до t2, а давление возросло от р1 до р2. Определив, каким характеристикам отвечает процесс, сравнить как бы они изменились, если вместо воздуха использовались азот, водород, СН4, СО2, NH3.
Данные:
t1,°C = 32°C
t2,°C = 322
p1, бар = 1,025
p2, бар = 1,225

Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм р-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 величии и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объёмом V1, давлением p1 и температурой t1, а сжатие его до давления р2.
Данные:
v1, м3 = 5,3
р1, бар = 1,025
t1,°C = 12
р2, бар = 4,025
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм Р-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 эксэргии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Данные:
t1,°C = 22
p1, бар = 1,025
V1,м3 = 0,063
Задача 2.3
Провести анализ по Р-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 р1 температуру t1, и конечное давление р2, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять 3х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости с-n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Данные:
p1, бар = 5,025
t1,°C = 32
p2, бар = 1,025
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 ΔtB. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Данные:
Газ = метан
V1’, м3/с = 0,5
рк, бар = 230
t1,°C = 18
tmax °C = 130
n = 1,25
ΔtB, °C = 15

Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-х) вначале изотермически расширяется от давления р1, до давления р2, а затем адиабатично расширяется до давления р3.
Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-V, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,51
p1, бар = 30
p2, бар = 4,0
р3, бар = 1,0
Задача 3.2
5 м3 перегретого пара с давлением p1 и температурой t1 охлаждается сначала изохорно до состояния с давлением р2, а затем сжимается при постоянной сухости до давления р3.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р- v, T-s диаграммах.
Данные:
p1, бар = 12,0
t1,°C = 290
p2, бар = 8,0
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 400°С, а затем адиабатно до состояния с давлением 1 бар.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-v, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,17
p1, бар = 3,0
t1,°C = 400
p3, бар = 1,0
Задача 3.4.2
Пapoкомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tB. В холодильной установке осуществляется сухой цикл с переохлаждением конденсата на Δtn. 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 Карио). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgP - i, Т - s и Р - v координатах.
Данные:
Хладагент = фреон-22
t1, °С = - 10
Δtn, °С = 10
tu, °С = -20
tk, °С = 40

Дата выполнения: 17/04/2011

Вариант 30

Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм р-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 величии и значения параметров конечных состояний. Принять начальное состояние воздуха с объёмом V1, давлением p1 и температурой t1, а сжатие его до давления р2.
Данные:
v1, м3 = 5,9
р1, бар = 1,055
t1,°C = 15,0
р2, бар = 4,055
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм Р-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 эксэргии для этих газов. Проверить полученные выводы расчетами соответствующих величин.
Данные:
t1,°C = 25,0
p1, бар = 1,055
V1,м3 = 0,069
Задача 2.3
Провести анализ по Р-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 р1 температуру t1, и конечное давление р2, а для процессов с показателем политропы 0; -0,1 принять 3х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с помощью графической зависимости с-n убедиться в правильности сделанных ранее выводов.
Данные:
p1, бар = 5,055
t1,°C = 35,0
p2, бар = 1,055
Задача 2.4
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 ΔtB. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.
Данные:
Газ = углекислый газ
V1’, м3/с = 0,5
рк, бар = 210
t1,°C = 35
tmax °C = 160
n = 1,2
ΔtB, К = 10

Задача 3.1
1,8 м3 влажного пара с влажностью (1-х) вначале изотермически расширяется от давления р1, до давления р2, а затем адиабатично расширяется до давления р3.
Определить теплоту процесса, работу расширения и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-V, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,2
p1, бар = 15
p2, бар = 5,0
р3, бар = 2,0
Задача 3.2
5 м3 перегретого пара с давлением p1 и температурой t1 охлаждается сначала изохорно до состояния с давлением р2, а затем сжимается при постоянной сухости до давления р3.
Определить конечный объем, теплоту и работу для совокупности процессов и изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р- v, T-s диаграммах.
Данные:
p1, бар = 15,0
t1,°C = 350
p2, бар = 9,0
p3, бар = 15,0
Задача 3.3
4 м3 влажного пара с 25% влажностью и давлением 3 бара расширяется вначале изобарно до состояния с температурой 400°С, а затем адиабатно до состояния с давлением 1 бар.
Определить конечный объем пара, теплоту и работу процесса, изменение внутренней энергии пара. Изобразить процесс на i-s, р-v, T-s диаграммах.
Данные:
(1-х) = 0,15
p1, бар = 7,0
t1,°C = 400
p3, бар = 1,0
Задача 3.4.1
Пapoкомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tB. В холодильной установке осуществляется сухой цикл с переохлаждением конденсата на Δtn. 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 Карио). Определить также температуру и давление в узловых точках цикла. Изобразить цикл в lgP - i, Т - s и Р - v координатах.
Данные:
Хладагент = фреон-12
Q0, кВт = 55
t1, °С = - 35
tn, °С = 10
tu, °С = -45
tx, °С = 40

Дата выполнения: 25/04/2011

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный Технологический институт
(Технический университет)
Механический факультет
Кафедра процессов и аппаратов
ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОТЕХНИКА
ПРИМЕРЫ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Методические указания для студентов заочной формы обучения
Санкт-Петербург
2013

Стоимость выполнения на заказ контрольных работ 1, 2, 3 составляет *** руб.

Вариант контрольной работы выбирается по двум последним цифрам зачетки (кроме задачи № 3.1).

Контрольная работа 1. Процессы идеального газа.
Газ политропно расширяется. Объем газа увеличивается от V1 до V2. Начальная температура газа t1, начальное давление p1. Показатель политропы n. Определить конечные температуру, давление, энтропию и эксергию газа, а также количество переданной теплоты, работу, совершенную газом, изменение внутренней энергии, энтропии и эксергии газа. Температура окружающей среды tос, давление окружающей среды рос= 1 бар. Изобразить процесс в p–v и t–s координатах и проанализировать его.

Контрольная работа 2. Сжатие газа в компрессоре.
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 tв. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.

Контрольная работа 3. Процессы реального газа.
Задача № 3.1. Водяной пар.
Номер варианта задачи № 3.1 выбирается по последней цифре зачетки.

Задача № 3.2. Парокомпрессионная холодильная установка.
Парокомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tв. В холодильной установке осуществляется цикл с переохлаждением конденсата на tп. Давление хладагента в испарителе р и температура конденсации – tк, температура пара перед компрессором t1. 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 lg р–i, T–s и р–v координатах.

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный Технологический институт
(Технический университет)
Механический факультет
Кафедра процессов и аппаратов
ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОТЕХНИКА
ПРИМЕРЫ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Методические указания
для студентов заочной формы обучения
направление 220700
Санкт-Петербург
2014

Стоимость выполнения на заказ контрольных работ 1, 2 составляет *** руб.

Вариант контрольной работы выбирается по двум последним цифрам зачетки (кроме задачи 2.1).

Контрольная работа 1. Процессы идеального газа.
Задача 1.1. Политропный процесс. Газ политропно расширяется. Объем газа увеличивается от V1 до V2. Начальная температура газа t1, начальное давление p1. Показатель политропы n.
Определить конечные температуру, давление, энтропию и эксергию газа, а также количество переданной теплоты, работу, совершенную газом, изменение внутренней энергии, энтропии и эксергии газа. Температура окружающей среды tос, давление окружающей среды рос = 1 бар. Изобразить процесс в p–v и t–s координатах и проанализировать его.
Задача 1.2. Сжатие газа в компрессоре.
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 tв. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.

Контрольная работа 2. Процессы реального газа.
Задача 2.1. Водяной пар.
Номер варианта задачи № 2.1 выбирается по последней цифре зачетки.
Задача № 2.2. Парокомпрессионная холодильная установка.
Парокомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tв. В холодильной установке осуществляется цикл с переохлаждением конденсата на tп. Давление хладагента в испарителе ри, температура конденсации – tк, температура пара перед компрессором t1.
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 lg р–i, T–s и р–v координатах.

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный Технологический институт
(Технический университет)
Механический факультет
Кафедра процессов и аппаратов
ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОТЕХНИКА
ПРИМЕРЫ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Методические указания для студентов заочной формы обучения
Санкт-Петербург
2014

Стоимость выполнения на заказ контрольных работ 1, 2, 3 составляет *** руб.

Вариант контрольной работы выбирается по двум последним цифрам зачетки.

Контрольная работа 1. Процессы идеального газа.
Газ политропно расширяется. Объем газа увеличивается от V1 до V2. Начальная температура газа t1, начальное давление p1. Показатель политропы n. Определить конечные температуру, давление, энтропию и эксергию газа, а также количество переданной теплоты, работу, совершенную газом, изменение внутренней энергии, энтропии и эксергии газа. Температура окружающей среды tос, давление окружающей среды рос= 1 бар. Изобразить процесс в p–v и t–s координатах и проанализировать его.

Контрольная работа 2. Сжатие газа в компрессоре.
В компрессоре, производительностью V1, необходимо сжимать газ от атмосферного давления до давления рк. 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 tв. Определить также затрачиваемую мощность и температуру газа после сжатия в одноступенчатом компрессоре и при изотермическом сжатии.

Контрольная работа 3. Парокомпрессионная холодильная установка.
Парокомпрессионная холодильная установка производит mл льда с температурой tл из воды с температурой tв. В холодильной установке осуществляется цикл с переохлаждением конденсата на tп. Давление хладагента в испарителе р и температура конденсации – tк, температура пара перед компрессором t1. 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 lg р–i, T–s и р–v координатах.