Внимание! Размещенный на сайте материал имеет информационно - познавательный характер, может быть полезен студентам и учащимся при самостоятельном выполнении работ и не является конечным информационным продуктом, предоставляемым на проверку.

Теплотехника. Лабораторные работы "Техническая термодинамика"

в начало

Задание № 1. Газовые смеси и теплоемкости (Параметры состояния. Уравнение состояния.)

Условие
Таблица с вариантами

Задание №2. Термодинамические процессы идеальных газов (Первый закон термодинамики)

Условие
Таблица с вариантами

Газовые смеси и теплоемкости (Параметры состояния. Уравнение состояния.) Газовая смесь задана следующим образом: в вариантах с № 1 по 15 в объемных долях ri, с № 16 по 30 в массовых gi долях, процентным составом компонентов смеси (графа 1); давление смеси pсм = …[бар] (графа 2), объем смеси Vсм = …[м3] (графа 3), температура смеси tсм=100C (Tсм=373 K).

Определить:

- состав смеси (если состав смеси задан в объемных долях, то представить его в массовых долях, если состав смеси задан в массовых долях, то представить его в объемных долях);

- газовые постоянные компонентов и смеси , [кДж/(кг•К)].

- среднюю молярную массу смеси, , [кг/кмоль], выраженную через объемные и массовые доли;

- парциальные давления компонентов pi, выраженные через объемные ri и массовые gi доли;

- массу смеси mсм, [кг] и ее компонентов mi, [кг]; - парциальные объемы Vi, [м3] и плотности ρi, [кг/м3] компонентов и смеси ρсм, [кг/м3];

- истинную молярную , [кДж/(кмоль•К)], объемную , [кДж/(м3•К)] и массовую , [кДж/(кг•К)] теплоемкости для , при температуре смеси t, [C] (графа 4).

- среднюю молярную , [кДж/(кмоль•К)], объемную , [кДж/(м3•К)] и массовую , [кДж/(кг•К)] теплоемкости интервала температур t1–t2, [C] (графа 5).

- количество теплоты Q, [кДж], необходимое для нагрева (охлаждения) , на интервале температур t1–t2, [C] (графа 5) при для случаев, когда количество вещества смеси задано как: 2 моль, 5 м3, 7 кг.

Варианты заданий приведены в таблице 1.

№ задачи	(1)							(2)	(3)	(4)	(5)
№ задачи	СО₂	Н₂	СО	N₂	H₂O	Воздух	O₂	p_см,[бар]	V_см,[м³]	t, [°C]	t₁–t₂, [°C]
Вариант 1	12	-	-	75	8	-	5	1,0	3	2000	200-1000
Вариант 2	10	-	2	80	-	-	8	0,95	2	450	300-100
Вариант 3	-	5	15	70	10	-	-	0,9	4	500	100-300
Вариант 4	13	-	-	75	6	-	6	1,05	5	150	600-200
Вариант 5	-	10	30	50	10	-	-	1,05	6	200	1000-100
Вариант 6	5	30	10	55	-	-	-	0,85	7	350	900-200
Вариант 7	14	-	-	77	5	-	4	0,7	8	400	700-500
Вариант 8	-	5	20	75	-	-	-	0,95	9	100	500-200
Вариант 9	-	-	-	60	15	10	15	1,0	10	300	800-300
Вариант 10	15	-	-	76	4	-	5	1,05	2	600	600-100
Вариант 11	20	-	10	-	15	-	55	1,15	3	700	750-250
Вариант 12	16	-	-	76	4	-	4	1,2	4	750	1000-500
Вариант 13	8	5	2	85	-	-	-	1,25	5	700	300-1300
Вариант 14	15	-	-	75	5	-	5	1,05	6	800	600-900
Вариант 15	-	20	10	50	-	-	20	0,85	7	1000	1000-400
Вариант 16	18	-	1	65	-	16	-	1,2	8	1200	850-350
Вариант 17	-	15	-	45	15	-	25	1,0	9	1000	350-750
Вариант 18	14	-	-	76	6	-	4	0,9	10	2000	900-600
Вариант 19	-	2	25	65	-	8	-	1,0	2	450	450-300
Вариант 20	-	10	-	70	-	15	5	1,05	3	350	300-150
Вариант 21	10	-	-	75	5	-	10	1,05	4	600	800-300
Вариант 22	-	5	10	80	-	-	5	1,0	5	550	400-300
Вариант 23	17	-	-	74	5	-	4	0,95	6	400	800-300
Вариант 24	10	10	20	60	-	-	-	1,15	7	1000	650-150
Вариант 25	-	2	28	55	-	15	-	0,85	8	1000	150-1200
Вариант 26	15	-	-	47	7	-	31	1,0	9	800	300-800
Вариант 27	-	17	40	13	-	30	-	1,0	10	300	1200-1000
Вариант 28	12	-	-	74	5	-	8	0,9	2	500	400-900
Вариант 29	-	8	15	62	-	15	-	0,95	3	1000	800-600
Вариант 30	10	-	-	80	5	-	5	1,0	4	600	600-100

Таблица с заменой воздуха на двуокись серы.

№ задачи	(1)							(2)	(3)	(4)	(5)
№ задачи	СО₂	Н₂	СО	N₂	H₂O	SO2	O₂	p_см,[бар]	V_см,[м³]	t, [°C]	t₁–t₂, [°C]
Вариант 1	10	-	-	50	11	-	29	0.95	2	2000	200-1000
Вариант 2	10	-	2	80	-	-	8	1	3	450	300-100
Вариант 3	-	5	15	70	10	-	-	0,9	4	500	1000-300
Вариант 4	13	-	-	75	6	-	6	1,05	5	150	600-200
Вариант 5	-	10	30	50	10	-	-	1,05	6	200	1000-100
Вариант 6	5	30	10	55	-	-	-	0,85	7	350	900-200
Вариант 7	14	-	-	77	5	-	4	0,7	8	400	700-500
Вариант 8	-	5	20	75	-	-	-	0,95	9	100	500-200
Вариант 9	-	-	-	60	15	10	15	1,0	10	300	800-300
Вариант 10	15	-	-	76	4	-	5	1,05	2	600	600-100
Вариант 11	20	-	10	-	15	-	55	1,15	3	700	750-250
Вариант 12	16	-	-	76	4	-	4	1,2	4	750	1000-500
Вариант 13	8	5	2	85	-	-	-	1,25	5	700	300-1300
Вариант 14	15	-	-	75	5	-	5	1,05	6	800	600-900
Вариант 15	-	20	10	50	-	-	20	0,85	7	1000	1000-400
Вариант 16	18	-	1	65	-	16	-	1,2	8	1200	850-350
Вариант 17	-	15	-	45	15	-	25	1,0	9	1000	350-750
Вариант 18	14	-	-	76	6	-	4	0,9	10	2000	900-600
Вариант 19	-	2	25	65	-	8	-	1,0	2	450	450-300
Вариант 20	-	10	-	70	-	15	5	1,05	3	350	300-150
Вариант 21	10	-	-	75	5	-	10	1,05	4	600	800-300
Вариант 22	-	5	10	80	-	-	5	1,0	5	550	400-300
Вариант 23	17	-	-	74	5	-	4	0,95	6	400	800-300
Вариант 24	10	10	20	60	-	-	-	1,15	7	1000	650-150
Вариант 25	-	2	28	55	-	15	-	0,85	8	1000	150-1200
Вариант 26	15	-	-	47	7	-	31	1,0	9	800	300-800
Вариант 27	-	17	40	13	-	30	-	1,0	10	300	1200-1000
Вариант 28	12	-	-	74	5	-	8	0,9	2	500	400-900
Вариант 29	-	8	15	62	-	15	-	0,95	3	1000	800-600
Вариант 30	10	-	-	80	5	-	5	1,0	4	600	600-100

Задание № 2. Термодинамические процессы идеальных газов

(Первый закон термодинамики)

Газ, массой m=…[кг], при начальном давлении p₁=…[МПа] и начальной температуре, расширяется по политропе до конечного давления p₂=…[МПа] и конечной температуры t₂=…[°C]. Определить начальный и конечный объемы, показатель политропы, работу расширения, изменение внутренней энергии, количество подведенной теплоты, и изменение энтропии.

Варианты заданий приведены в таблице 2.

№ задачи	Газ	m, [кг]	p₁, [МПа]	p₂, [МПа]	t₁, [°C]	t₂, [°C]
Вариант 1	О₂	5	2,0	0,1	427	27
Вариант 2	воздух	4,5	1,5	0,2	405	15
Вариант 3	Н₂О	2,2	1,2	0,15	320	20
Вариант 4	N₂	1,5	1,3	0,11	380	80
Вариант 5	СО	3,0	1,6	0,12	450	50
Вариант 6	СО₂	4,0	1,0	0,2	430	20
Вариант 7	воздух	2,1	1,1	0,1	427	27
Вариант 8	О₂	3,5	1,5	0,2	405	15
Вариант 9	Н₂О	2,4	1,2	0,15	320	20
Вариант 10	SO₂	4,2	1,3	0,11	380	80
Вариант 11	СО	5,1	1,6	0,12	450	50
Вариант 12	СО₂	1,5	1,0	0,2	430	20
Вариант 13	N₂	3,0	1,5	0,1	421	21
Вариант 14	SO₂	4,0	1,1	0,1	427	27
Вариант 15	О₂	2,1	1,5	0,2	405	15
Вариант 16	Н₂О	3,5	1,2	0,15	320	20
Вариант 17	N₂	3,5	1,3	0,11	380	80
Вариант 18	СО	2,4	1,6	0,12	450	50
Вариант 19	СО₂	4,2	1,0	0,2	430	20
Вариант 20	воздух	5,1	1,1	0,1	427	27
Вариант 21	SO2	3	1.2	0.15	320	20
Вариант 22	N2	2,1	1,3	0,11	380	80
Вариант 23	CO	3,5	1,6	0,12	450	50
Вариант 24	CO2	3,5	1,0	0,2	430	20
Вариант 25	воздух	2,4	1,1	0,1	427	27
Вариант 26	H2O	5,1	1,2	0,15	320	20
Вариант 27	N2	3,8	1,3	0,11	380	80
Вариант 28	CO	2,6	1,6	0,12	450	50
Вариант 29	CO2	1,5	1	0,2	430	20
Вариант 30	N2	3	1,5	0,1	421	21

Задание № 3. Максимальная работа. Эксергия.

(Второй закон термодинамики)

Определить эксергетический КПД котельной установки, ессли известно, что температура продуктов сгорания в топке равна t₁=…[°C], а теплотворная способность топочного мазута Q=…[кДж/кг]. В котельной установке вырабатывается пар с температурой t₂=…[°C]. Температура окружающей среды t₀=…[°C].

Варианты заданий приведены в таблице 3.

№ задачи	t₁, [°C]	Q, [кДж/кг]	t₂, [°C]	t_0,[°C]
Вариант 1	1827	42000	557	27
Вариант 2	1500	40000	550	25
Вариант 3	1660	35500	560	26
Вариант 4	1750	41500	570	25
Вариант 5	1550	36800	540	23
Вариант 6	1800	41000	535	24
Вариант 7	1900	41300	545	21
Вариант 8	1850	38500	560	20
Вариант 9	1500	40000	550	25
Вариант 10	1660	35500	560	26
Вариант 11	1750	41500	570	25
Вариант 12	1550	36800	540	23
Вариант 13	1800	41000	535	24
Вариант 14	1900	41300	545	21
Вариант 15	1850	38500	560	20
Вариант 16	1550	36800	540	23
Вариант 17	1800	41000	535	24
Вариант 18	1900	41300	545	21
Вариант 19	1850	38500	560	20
Вариант 20	1500	40000	550	25
Вариант 21	1660	35500	560	26
Вариант 22	1750	41500	570	25
Вариант 23	1900	41300	545	21
Вариант 24	1850	38500	560	20
Вариант 25	1550	36800	540	23
Вариант 26	1800	41000	535	24
Вариант 27	1900	41300	545	21
Вариант 28	1750	43000	543	24
Вариант 29	1830	45000	542	26
Вариант 30	1860	41600	538	28

Вторая вариация

№ задачи	t₁, [°C]	Q, [кДж/кг]	t₂, [°C]	t_0, [°C]
Вариант 1	1827	42000	557	27
Вариант 2	1750	42050	565	28
Вариант 3	1660	35500	560	26
Вариант 4	1750	41500	570	25
Вариант 5	1550	36800	540	23
Вариант 6	1800	41000	535	24
Вариант 7	1900	41300	545	21
Вариант 8	1850	38500	560	20
Вариант 9	1500	40000	550	25
Вариант 10	1660	35500	560	26
Вариант 11	1750	41500	570	25
Вариант 12	1550	36800	540	23
Вариант 13	1800	41000	535	24
Вариант 14	1900	41300	545	21
Вариант 15	1850	38500	560	20
Вариант 16	1550	36800	540	23
Вариант 17	1800	41000	535	24
Вариант 18	1900	41300	545	21
Вариант 19	1850	38500	560	20
Вариант 20	1500	40000	550	20
Вариант 21	1660	35500	560	26
Вариант 22	1750	41500	570	25
Вариант 23	1900	41300	545	21
Вариант 24	1850	38500	560	20
Вариант 25	1550	36800	540	23
Вариант 26	1800	41000	535	24
Вариант 27	1900	41300	545	21
Вариант 28	1750	43000	543	24
Вариант 29	1830	45000	542	26
Вариант 30	1860	41600	538	28

Задание №4 "Циклы энергетических установок"

При расчете газового цикла считается, что рабочее тело - 1 кг воздуха, для которого
известны следующие термодинамические параметры:

Cp = 1,005 кДж/кг*град

Cм = 0,71 кДж/кг*град

R =0,287 кДж/кг*град

Термодинамические процессы расширения и сжатия в циклах можно считать ~~адиабатами~~.
Требуется определить: основные паpаметpы состояния p, v, T для точек цикла;
построить цикл в координатах p–v ; рассчитать термический КПД.

Таблица с вариантами

№	Т1,	Р1,	Характеристики цикла						Цикл
п/п	°К	кПа	n1	n2	ε	λ	ρ	π
Вариант 1	273	100	1,4	1,35	5	4,6	-	-
Вариант 2	283	110	1,34	1,3	5,5	4,3	-	-
Вариант 3	303	120	1,3	1,23	6	4	-	-
Вариант 4	323	90	1,32	1,2	6,5	3,8	-	-
Вариант 5	343	130	1,36	1,25	7	3,4	-	-
Вариант 6	263	80	1,38	1,27	7,5	3	-	-
Вариант 7	263	80	1,4	1,36	10	-	2,2	-
Вариант 8	273	90	1,38	1,33	10,5	-	2,1	-
Вариант 9	283	100	1,36	1,3	11	-	2	-
Вариант 10	303	110	1,34	1,28	11,5	-	1,9	-
Вариант 11	323	120	1,32	1,25	12	-	1,8	-
Вариант 12	343	130	1,3	1,24	12,5	-	1,7	-
Вариант 13	263	85	1,3	1,25	14	1,4	2	-
Вариант 14	273	90	1,32	1,28	15	1,5	1,9	-
Вариант 15	283	95	1,34	1,3	16	1,6	1,8	-
Вариант 16	308	100	1,36	1,32	17	1,7	1,7	-
Вариант 17	323	105	1,38	1,34	16	1,6	1,6	-
Вариант 18	343	110	1,4	1,36	19	1,5	1,5	-
Вариант 19	253	70	1,4	1,38	-	-	2	5
Вариант 20	263	80	1,38	1,36	-	-	1,9	5,5
Вариант 21	273	90	1,36	1,34	-	-	1,8	6
Вариант 22	283	95	1,34	1,32	-	-	1,7	6,5
Вариант 23	293	100	1,32	1,3	-	-	1,6	7
Вариант 24	303	105	1,3	1,28	-	-	1,5	7,5
Вариант 25	253	70	1,4	1,38	-	1,4	-	7
Вариант 26	263	75	1,38	1,36	-	1,5	-	6,5
Вариант 27	273	80	1,36	1,34	-	1,6	-	6
Вариант 28	283	85	1,34	1,32	-	1,7	-	5,5
Вариант 29	293	90	1,32	1,3	-	1,8	-	5
Вариант 30	303	95	1,3	1,28	-	1,9	-	4,5

Задание №5. "Истечение газов из сопла Лаваля"

Чеpез сужающейся канал (кофузор), а затем через pасшиpяющейся канал (диффузор)
пpотекает газ.

Тpебуется опpеделить: геометричесие и теплофизичесиен паpаметpы на входе,
выходе и в кpитическом сечении сопла; кpитическую скоpость и скоpость истечения;
pассчитать pазмеpы сопла; и найти pасполагаемую pаботу газового потока.
Постpоить гpафики изменения v, P и T по длине сопла.

Варианты заданий приведены в таблице

п/п	Газ	Давление газа на входе, баp	Темп. газа, °С	Скорость течения, м/сек	Давление газа на выходе сопла, бар	Массовый расход газа, кг/ч	Угол конусности 1, град	Угол конусности 2, град
Вариант1	водух	25	1800	150	2	2000	30	10
Вариант2	O2	24	1700	140	1,9	2100	31	9°30'
Вариант3	N2	23	1600	130	1,8	2200	32	9
Вариант4	CO2	22	1500	120	1,7	2300	33	8°30'


Вариант5	O2	21	1400	110	1,6	2400	34	8
Вариант6	водух	20	1700	100	1,5	2500	35	7°30'
Вариант7	O2	19	1600	90	1,4	2600	36	7
Вариант8	N2	18	1500	80	1,3	2700	37	6°30'
Вариант9	CO2	17	1400	70	1,2	2800	38	6
Вариант10	CO	16	1300	60	1,1	2900	39	5°30'
Вариант11	воздух	15	1600	50	1	3000	40	5
Вариант12	O2	14	1500	40	0,9	3100	41	5°30'
Вариант13	N2	13	1400	50	0,8	3200	42	6
Вариант14	CO2	12	1300	60	0,7	3300	43	6°30'
Вариант15	CO	11	1200	70	0,7	3400	44	7
Вариант16	воздух	12	1750	80	0,8	3450	45	7°30'
Вариант17	O2	13	1650	90	0,9	3350	44	8
Вариант18	N2	14	1550	100	1	3250	43	8°30'
Вариант19	CO2	15	1450	110	1,1	3150	42	9
Вариант20	CO	16	1350	120	1,2	3050	41	9°30'
Вариант21	воздух	17	1650	130	1,3	2950	40	10
Вариант22	O2	18	1550	140	1,4	2850	39	9°30'
Вариант23	N2	19	1450	150	1,5	2750	38	8
Вариант24	CO2	20	1350	140	1,6	2650	37	7
Вариант25	CO	21	1250	130	1,7	2550	36	6
Вариант26	воздух	22	1900	120	1,8	2450	35	5
Вариант27	O2	23	1750	110	1,9	2350	34	6
Вариант28	N2	24	1650	100	2	2250	33	7
Вариант29	CO2	25	1550	90	2,1	2150	32	8
Вариант30	CO	26	1450	80	2,2	2050	31	9

Задание. Термодинамический анализ процессов в компрессорах

Определить теоретическую работу на привод одноступенчатого и трехступенчатого компресоров при сжатии воздуха до давления p₂=…[МПа]. Начальное давление p₁=…[МПа] и температура t₁=…[°C]. Показатель политропы для всех ступеней n=…. Определить работу на 1 м³ воздуха и температуру сжатия в одноступенчатом, трехступенчатом и четырех ступенчатом компрессорах. Оценить уменьшение затрат работы при переходе с от одноступенчатого к четырехступенчатому компрессору.

таблица 4

№ задачи	p₁, [МПа]	t₁, [°C]	p₂, [МПа]	n
Вариант 1	0,1	27	12,5	1,2
Вариант 2	0,12	24	10,5	1,1
Вариант 3	0,15	25	10,0	1,2
Вариант 4	0,13	26	11,5	1,21
Вариант 5	0,9	21	13,4	1,11
Вариант 6	0,16	20	12,0	1,12
Вариант 7	0,11	23	13,0	1,1
Вариант 8	0,10	25	11,2	1,14
Вариант 9	0,12	24	10,5	1,15
Вариант 10	0,15	25	10,0	1,2
Вариант 11	0,13	26	11,5	1,21
Вариант 12	0,9	21	13,4	1,11
Вариант 13	0,16	20	12,0	1,12
Вариант 14	0,11	23	13,0	1,1
Вариант 15	0,13	26	11,5	1,21
Вариант 16	0,9	21	13,4	1,11
Вариант 17	0,16	20	12,0	1,12
Вариант 18	0,11	23	13,0	1,1
Вариант 19	0,10	25	11,2	1,14
Вариант 20	0,12	24	10,5	1,15
Вариант 21	0,15	25	10,0	1,2
Вариант 22	0,13	26	11,5	1,21
Вариант 23	0,9	21	13,4	1,11
Вариант 24	0,16	20	12,0	1,12
Вариант 25	0,11	23	13,0	1,1
Вариант 26	0,13	26	11,5	1,21
Вариант 27	0,9	21	13,4	1,11
Вариант 28	0,16	20	12,0	1,12
Вариант 29	0,11	23	13,0	1,1
Вариант 30	0,10	25	11,2	1,14

ВУЗЫ

Популярное

Теплотехника. Лабораторные работы "Техническая термодинамика"

Задание № 1. Газовые смеси и теплоемкости (Параметры состояния. Уравнение состояния.)

Задание №2. Термодинамические процессы идеальных газов (Первый закон термодинамики)

Задание № 3. Максимальная работа. Эксергия. (Второй закон термодинамики)

Задание №4 «Циклы энергетических установок»

Задание №5 «Истечение газов из сопла Лаваля»

Задание "Термодинамический анализ процессов в компрессорах"

Газ

t1, [°C]

воздух

О2

О2

N2

t1, [°C]

t0, [°C]

1500

1500

1500

t1, [°C]

p2, [МПа]

t₁, [°C]

О₂

О₂

t₁, [°C]

t_0,[°C]

t₁, [°C]

p₂, [МПа]