Задача 1.1 СО объемом V при температуре t

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.
V1=0,96 м3 , t1=23,50C, р1=4,040 бар, р2=1,040 бар.
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.
V1=0,56 м3 , t1=33,50C, р1=4,040 бар, р2=3,040 бар.
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.
t1=33,50C , t2=323,50C, р1=1,040 бар, р2=1,240 бар.
Задача 2.1
Провести с помощью диаграмм p- υ, 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.
V1=5,6 м3 , t1=13,50C, р1=1,040 бар, р2=4,040 бар.
Задача 2.2
Проанализировать с помощью диаграмм P-υ 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.
V1=0,066 м3 , t1=23,50C, р1=1,040 бар
Задача 2.3
Провести анализ по P- υ 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 3х кратное увеличение объема. По результатам расчетов и с
помощью графической зависимости с–n убедиться в правильности сделанных
ранее выводов.
t1=33,50C, р1=5,040 бар, р2=1,040 бар.
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.
Газ – углекислый газ, V1=0,2 м/с , рк=260 бар, t1=350C, tmax=1500C , n=1,25,
∆tв=10 К
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 i-s, p- υ, T-s диаграммах.
(1-x)=0,15; р1=30 бар, р2=5,5 бар, р3=1,0 бар.
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 i-s,
p- υ, T-s диаграммах.
t1=3800C, р1=15,0 бар, р2=9,0 бар, р3=15,0 бар.
Задача 3.3
4 м3 влажного пара с 25% влажностью и давлением 3 бара расширяется
вначале изобарно до состояния с температурой 400°C, 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, p- υ, T-s
диаграммах.
(1-x)=0,15; р1=4,0 бар, t1=4000C, р3=1,0 бар.
Задача 3.4.2
Холодопроизводительность парокомпрессионной холодильной
установки Qo. Температура хладагента при испарении tи, при конденсации –
tк, перед компрессором – t1. Конденсат переохлаждается на ∆tп 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 lg P – i, T – s и P – υ координатах.
Хладагент – фреон 12; Q0=85 кВт; tи= -300C; tk= 400C; t1= -200C, ∆tп=15 К