Курсовая работа

Курсовая работа по дисциплине «Термодинамика»

Расчет фазового равновесия в чистых веществах

1. В цилиндре под поршнем находится пароводяная смесь при давлении p1 = 9,0 МПа и степени сухости x = 0,125. Первоначальный объем смеси V = 10 м3. К содержимому в цилиндре изотермически подводится теплота в количестве Q = 6æ103 МДж. Определите начальные и конечные параметры состояния вещества ( p, t, h, s), изменение внутренней энергии и работу, произведенную при расширении. Представьте процесс в h, s-диаграмме.

2.Водяной пар массой 1 кг сжимается изотермически. При этом состояние пара меняется

так, что начальные его параметры p1 = 3,0 МПа и t1 = 360 °С, а конечные — соответствуют состоянию кипящей жидкости. Определите параметры в конце процесса и количество отведенной теплоты.

3.Покрытый тепловой изоляцией резервуар объемом V = 10 м3 наполовину заполнен водой при температуре насыщения и наполовину сухим насыщенным паром. Давление в

резервуаре p1 = 9,0 МПа. Быстро открывая задвижку, выпускают пар в атмосферу до тех пор, пока давление в резервуаре p2 не становится равным 6,0 МПа, после чего задвижку закрывают. Сколько килограммов пара выпускается в атмосферу? Какой объем будет занимать пар, оставшийся в барабане после закрытия задвижки? Процесс изменения состояния H2О в резервуаре считать изоэнтроным.

4.Водяной пар, имеющий параметры p1 = 3,4 МПа и x1 = 98 %, изоэнтропно сжимается до p2 = 9,0 МПа. Найдите температуру и энтальпию пара в конечном состоянии. Определите работу сжатия и изменение внутренней энергии 1 кг пара. Задачу решите, пользуясь таблицами. Проверьте результат по h, s-диаграмме.

5. Определите теоретическую мощность турбины, если часовой расход пара D, протекающего через нее, составляет 640 т/ч. На входе в турбину пар имеет параметры p1 = 13,0 МПа и t1 = 565 °С. Давление в конденсаторе турбины p2 = 0,004 МПа. Процесс расширения пара в турбине считать обратимым, т.е. изоэнтропным. Задачу решите, пользуясь только таблицами.

Курсовая работа по дисциплине «Термодинамика»

Расчет термодинамических свойств газовых смесей постоянного состава

1.Горючий газ, полученный при подземной газификации угля, имеет следующий

объемный состав: N2 = 63,6; H2 = 14,5; CO = 10,0; CO2 = 9,5; H2S = 0,6 и CH4 = 1,8 %.

Рассчитайте приведенный к нормальным условиям объем vн воздуха, теоретически необходимый для сгорания 1 м3 газа, взятого также при нормальных условиях.

2.Имеются два сосуда, соединенных между собой трубкой, на которой установлен кран, разобщающий их. В первом сосуде (V1 = 2 м3) находится воздух при p1 = 1,0 МПа и t1 =

27°С. Второй — (V2 = 1 м3) содержит также воздух при p2 = 0,2 МПа и t2 = 57 °С. Кран при этом закрыт. Затем кран открывается и система приходит в равновесное состояние. Определите давление и температуру образовавшейся смеси. Теплоемкость считать не зависящей от температуры.

3.Сосуд разделен перегородкой на две части, объемы которых V1 = 1,5 м3 и V2 = 1,0 м3. В части объемом V1 содержится диоксида углерода при p1 = 0,5 МПа и t1 = 30,0 °С, а в части объемом V2 — кислород при p2 = 0,2 МПа и t2 = 57,0 °С. Определите массовые и объемные доли диоксида углерода и кислорода, молярную массу смеси и ее удельную газовую постоянную после того, как перегородка будет убрана и процесс смешения закончится.

4.Влажный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара. Известно, что на каждый килограмм сухого воздуха во влажном воздухе содержится d г водяного пара. Определите массовые и объемные доли сухого воздуха и водяного пара, плотность при нормальных условиях, удельную газовую постоянную и молярную массу смеси, если d = 10 г/кг сухого воздуха.

5.В сосуде находится смесь газов, образовавшаяся в результате смешения 10 кг азота,

13кг аргона и 27 кг диоксида углерода. Определите молярные доли смеси, ее удельный объем при нормальных условиях, молярную массу смеси и газовую постоянную, отнесенную к одному кубическому метру при нормальных условиях.

Курсовая работа по дисциплине «Термодинамика»

Расчет равновесного состава диссоциирующего газа

1.Для реакции K2 L 2K, происходящей в парах калия, известна константа равновесия при 1100 °С: Kp = 74,8 МПа. Найдите степень диссоциации паров калия при этой температуре при давлениях 0,3 и 0,7 МПа.

2.Вывести уравнение состояния для диссоциирующего идеального газа. Диссоциация идет по схеме X2 ) 2 X.

3.Известно, что энтальпия обычного идеального газа от давления не зависит. Зависит ли энтальпия диссоциирующего идеального газа от давления?

4.Вывести формулу для расчета теплоемкости cp диссоциирующих идеальных газов. Диссоциация по схеме X2 ) 2 X. Рассчитайте теплоемкость сp паров калия при p = 0,1 МПа и t = 800 °С. Известно, что при t = 800 °С мольные теплоемкости для

одноатомных и двухатомных паров калия и энтальпии соответственно равны 20,786 кДж/(кмольæК) и 39,708 кдж/(кмольæК). Остальные термодинамические свойства взять из таблиц.

5. Термодинамическая модель диссоциирующего идеального газа может быть применена для описания процесса ассоциации газовых молекул в реальном газе. Так, можно рассматривать ассоциацию молекул водяного пара, происходящую по уравнению

(H2O)2 ) 2H2O

(разумеется, для вычислений безразлично, какой процесс рассматривать: процесс ассоциации или процесс диссоциации). При таком рассмотрении процесс ассоциации молекул H2О можно оценивать как проявление сил взаимодействия между молекулами, т.е. как проявление реальности газа. В связи с этим формулируется задача: найдите вид второго вириального коэффициента для такого газа, который подчиняется уравнению состояния диссоциирующего идеального газа.