Добавил:
ajieiiika26@gmail.com Делаю контрольные работы, курсовые, дипломные работы. Писать на e-mail. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
50
Добавлен:
18.01.2018
Размер:
389.99 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

“Ивановский Государственный энергетический университет

им. В.И. Ленина”

Кафедра ТОТ

Контрольная работа

по курсу

«Техническая термодинамика ч.1»

Выполнил:

Студент гр. 2-75

Беляев А.Н. (512002)

Иваново 2014.

Задача 1. Манометр, подсоединенный к замкнутому сосуду, показывает 1 МПа, бараметрическое давление 730 мм.рт.ст. Определить абсолютное давление в МПа и бар.

Дано:

Решение:

B = 730 мм.рт.ст.

Pм = 1 МПа

Абсолютное давление находим по формуле Pабс = B+Pм;

B = 730 мм.рт.ст. = 97333 Па = 0,0973 МПа;

Pабс =1+0,0973 = 1,0973 МПа = 10,973 бар.

Pабс -?

Ответ: Pабс. = 1.0973 МПа = 10,973 бар.

Задача 2. В резервуар емкостью 3 м3 компрессором нагнетается кислород при этом избыточное давление емкости повышается от 0,2 бар до 2 бар, а температура от 20°С до 60°С, бараметрическое давление – 750 мм.рт.ст. Определить количество кислорода поступившего в емкость.

Дано:

Решение:

V = 3 м3

Pизб.1 = 0,2 бар

Pизб.2 = 2 бар

t1 = 20°C

t2 = 60°C

B = 750 мм.рт.ст.

B = 750 мм.рт.ст. = 105 Па

Pизб.1 = 0,2 бар = 0,2·105 Па

Pизб.2 = 2 бар = 2·105 Па

Pабс.1 = Pизб.1+B = 0,2·105+105 = 1,2·105 Па

Pабс.2 = Pизб.2+B = 2·105+105 = 3·105 Па

Из уравнения состояния идеального газа выражаем m:

Газовая постоянная:

-?

Ответ:

Задача 3. Смесь водорода и метана имеет газовую постоянную равную 2520 Дж/(кг·К). Определить состав смеси по массе и объему.

Дано:

Решение:

Rсм.=2520 Дж/(кг·К)

газ 1 – H2

газ 2 – CH4

;

;

;

;

;

2. ;

;

;

.

g-?

r-?

Ответ: .

Задача 4. 1 кг идеального воздуха начального состояния P1=1 бар, t1=30°С сжимается до P2=10 бар двумя способами:

  1. изотермически;

  2. адиабатно.

Определить работу, теплоту, конечный объем и температуру, изменение энтальпии и энтропии. Изобразить процесс в P,V- и T,s-диаграммах.

Дано:

Решение:

m = 1кг

P1 = 1 бар

t1 = 30°С

P2 = 10 бар

1. При T=const:

Определим газовую постоянную и удельный объем в начальной точке:

;

;

;

Выразим и найдем V2:

;

Определим изменение энтропии, работа газа будет равна теплоте:

;

;

Так как процесс изотермический, то .

2. При s=const:

,

где – показатель адиабаты;

Выразим и найдем T2:

;

Находим удельный объем в конечном состоянии:

;

Удельные теплоемкости:

;

;

Вычислим работу и изменение энтальпии:

;

;

Так как процесс адиабатный, то .

l-?, q-?, V2-?

t2-?, Δs-?, Δh-?

Ответ:

Процесс

l,

кДж/кг

q,

кДж/кг

V2,

м3/кг

t2,

°С

Δs,

Дж/(кг·К)

Δh,

кДж/кг

T=const

-200,4

-200,4

0,087

30

-661,1

0

s=const

-202,294

0

0,168

312,14

0

283,27

Задача 4 продолжение:

Схематичное изображение процессов в P,V- и T,s-диаграммах.

Изотермический:

Адиабатный:

Задача 5. Определить теплоту и изменение внутренней энергии изобарно расширяющегося воздуха от t1 = 20°С до двукратного увеличения объема, построить в P,V- и T,s-диаграммах.

Дано:

Решение:

t1 = 20°С = 293,15 К

V2 = 2V1

P = const

Так как P = const:

;

Выразим и найдем T2:

;

Удельные теплоемкости:

;

;

Рассчитаем теплоту и изменение внутренней энергии:

;

.

q-?, ΔU-?

Ответ: .

Схематичное изображение процесса в P,V- и T,s-диаграммах.

Задача 6. Рассчитать изобарный процесс при t1 = 180°С, x1 = 0,9 и t2 = 300°С. Определить параметры. Изобразить процесс в P,V-, T,s- и h,s-диаграммах.

Дано:

Решение:

P = const

t1 = 180°С

x1 = 0,9

t2 = 300°С

По таблицам теплофизических свойств воды и водяного пара при t1 = 180°С определяем:

Абсолютное давление:

P = 1,0026·106 Па;

Удельный объем кипящей воды и сухого насыщенного пара:

V1’ = 0,0011274 м3/кг;

V1” = 0,19386 м3/кг;

Удельную энтальпию кипящей воды и сухого насыщенного пара:

h1’ = 763,2 кДж/кг;

h1” = 2777,2 кДж/кг;

Удельную энтропию кипящей воды и сухого насыщенного пара:

s1’ = 2,1395 кДж/(кг·К);

s1” = 6,5841 кДж/(кг·К);

Рассчитаем удельный объем, энтропию и энтальпию в начальной точке процесса:

;

;

;

Находим внутреннюю энергию:

;

По таблице при P = 1 МПа и t2 = 300°С определяем параметры конечной точки процесса:

V2 = 0,258 м3/кг;

h2 = 3051,7 кДж/кг;

s2 = 7,1247 кДж/(кг·К);

Находим внутреннюю энергию:

;

Найдем изменение энтальпии, энтропии, внутренней энергии, работу процесса, теплота процесса будет равна изменению энтальпии:

;

;

;

.

P-?, V1,2-?, ΔU-?

Δh-?, Δs-?

q-?, l-?

Ответ:

Точка

V,

м3/кг

t,

°С

P,

МПа

h,

кДж/кг

s,

кДж/(кг·К)

U,

кДж/кг

1

0,1745

180

1

2575,8

6,14

2401,3

2

0,258

300

1

3051,7

7,1247

2793,7

Процесс 1-2

ΔU,

кДж/кг

Δh,

кДж/кг

Δs,

кДж/(кг·К)

l,

кДж/кг

q,

кДж/кг

P = const

392,4

475,9

0,9847

83,5

475,9

Задача 6 продолжение:

Схематичное изображение процесса в P,V-, T,s- и h,s-диаграммах.

Задача 7. Рассчитать изотермический процесс при P1 = 8 бар, h1 = 2600 кДж/кг и P2 = 0,5 бар. Определить параметры. Изобразить процесс в P,V-, T,s- и h,s-диаграммах.

Дано:

Решение:

T = const

P1 = 8 бар

P2 = 0,5 бар

h1 = 2600 кДж/кг

По таблицам теплофизических свойств воды и водяного пара при P1 = 8·105 Па находим удельную энтальпию кипящей воды и водяного пара:

h’ = 721 кДж/кг;

h” = 2768,3 кДж/кг;

Сравним их с удельной энтальпией данной в условии задачи:

;

Находим x1:

, где r = 2047,3 кДж/кг (взято из табл.);

;

По таблице определяем удельные объем и энтропию кипящей воды и сухого насыщенного пара:

V1’ = 0,0011148 м3/кг;

V1” = 0,24033 м3/кг;

s1’ = 2,046 кДж/(кг·К);

s1” = 6,6615 кДж/(кг·К);

Вычисляем удельную энтропию и объем в начальной точке процесса:

;

;

t = 170°С;

Найдем внутреннюю энергию:

;

По таблице при P2 = 50 кПа и t = 170°С определяем конечные параметры процесса:

V2 = 4,077 м3/кг;

h2 = 2819,2 кДж/кг;

s2 = 8,0312 кДж/(кг·К);

Находим внутреннюю энергию:

;

Рассчитаем изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии, работу и теплоту процесса:

;

;

;

;

.

t-?, V1,2-?, ΔU-?

Δh-?, Δs-?

q-?, l-?

Ответ:

Точка

V,

м3/кг

t,

°С

P,

МПа

h,

кДж/кг

s,

кДж/(кг·К)

U,

кДж/кг

1

0,2207

170

0,8

2600

6,283

2423,44

2

4,077

170

0,05

2819,2

8,0312

2615,35

Процесс 1-2

ΔU,

кДж/кг

Δh,

кДж/кг

Δs,

кДж/(кг·К)

l,

кДж/кг

q,

кДж/кг

T = const

191,91

219,2

1,7482

582,89

774,8

Задача 7 продолжение:

Схематичное изображение процесса в P,V-, T,s- и h,s-диаграммах.