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.

Задачи под ред Юдаева Б.Н.

<в начало

III-6. Влажный воздух состоит из 23% кислорода, 76% азота и 1% водяного пара. Определить кажущуюся молекулярную массу, объемный состав, газовую постоянную, парциальные давления кислорода, азота и водяного пара, если давление воздуха 75 мм. рт. ст.

III-7. Газовая смесь из водорода Н2 и метана СН4, в количестве 67,2м³ имеет газовую постоянную Rсм=2550 Дж/кг*град, давление смеси 0,98 бар и температура 15°С. Определить массовые и объемные доли, массу водорода и метана в смеси.

V-2. Определить изменение внутренней энергии стального стержня диаметром 20 мм и длиной 200 мм, нагруженного постоянной растягивающей силой 0,3 МН, при изменении его температуры  от 0°С до 20°С. Коэффициент линейного расширения стали 1,3*10-5 1/град, теплоемкость 0,46кДж/кг*град. Плотность 7800 кг/м3. Работой стержня против сил атмосферного давления пренебречь.

V-3. Двигатель внутреннего сгорания приводит в движение генератор, который отдает в сеть ток силой 225 А при напряжении 110 В. КПД генератора 0,95. Определить КПД двигателя, если он потребляет в час 7 кг топлива, имеющего теплотворную способность 42300 кДж/кг.

V-4. Чему равна работа расширения и увеличения внутренней энергии 1 кг ртути, испаряемой при постоянной внешнем давлении 3,98 бар, если для испарения необходимо подвести 293 кДж/кг тепла, а удельный объем ртути и её пара при температуре кипения соответственно равны 0,0798 10-4 м³/кг и 0,0756 м³/кг.

V-5. До какого давления следует заряжать пусковой баллон ДВС продуктами сгорания из цилиндров ДВС, если температура в баллоне при зарядке 420 К, а после остывания до температуры 288К давление должно быть 32 бара. Определить количество тепла, теряемое газами при охлаждении, если объём баллона 90 литров, теплоемкость продуктов сгорания Сv=0.732 кДж/кг*град, газовая постоянная R = 280 Дж/кг*град

V-6. В калориметрической бомбе ёмкостью 300 см³ , заполненной кислородом при давлении 25 бар и температуре 293 К сгорает 0,3 г топлива, имеющего теплотворную способность 25100 . Определить повышение давления и температуру в конце сгорания, пренебрегая тепловыми потерями.

V-7. Шарообразный газгольдер диаметром 8 м заполнен природным газом (метаном) при давлении 1,5 бар и температуре  273°К. Определить повышение давления в газгольдере и изменение внутренней энергии газа, когда в результате нагрева солнечными лучами температура газа повысится до 293°К. Известна мольная теплоемекость метана при постоянном давлении = 34,7 кДж/кг*град

V-8. Определить количество тепла, полученного водородом в баллоне емкостью 40 л и изменение его температуры , внутреней энергии и энтальпии, если избыточное давление в результате нагревания баллона повысилось с 140,3 бар до 152 бар. Барометрическое давление 743 мм. рт. ст. Теплоемкость водорода ср=14,05 кДж/кг*град, начальная температура Т1=290°К.

V-9. К концу хода сжатия объем рабочей смеси в цилиндре двигателя "Волга" составляет 109 см³, температура 645°К, давление 13 бар. Определить теорметическую температуру и давление после сгорания смеси, считая, что горение происходит мгновенно, а физические свойста такие же, как у воздуха. Количество сгоращего топлива 19 мг, его теплотворная способность 43800 кДж/кг.

V-13. Определить расход воды через промежуточный холодильник компрессора, в который поступает воздух в количестве 1,3 м³/сек (при нормальных физических условиях) при давлении 8 бар и температуре 480°К. воздух охлаждается при постоянном давлении  до 300°К, вода нагревается на 25°С.

V-14. В цилиндре двигателя внутреннего сгорания типа 5Д-6 на одном из участков цикла продукты сгорания расширяются при постоянном давлении 64 бар от объема 39 см³ до объема 66 см³. Температура в конце этого процесса 2220°К. Считая, что физические свойства продуктов сгорания такие же, как у воздуха, определить температуру в конце процесса расширения, работу, совершенную на этом участке и количество сгоревшего топлива, если его теплотворная способность 42200 кДж/кг, а также изменение удельной внутренней энергии и энтальпии продуктов сгорания.

V-15. В цилиндре компрессора изотермически сжимается воздух от начального давления 0,96 бар до конечного 3,4 бар. Определить массу, конечный объем сжимаемого воздуха и работу сжатия, если начальный объем составлял 4,3 л, а сжатие производитсяпри температуре 293°К.

V-17. Определить работу, затраченную на изотермичесое сжатие 2кг азота от давления 3 бар до давления 9,4бар, если сжатие производится при температуре 450°К. Как изментися эта работа, если понизить температуру газа, поступающего в компрессор с 450 до 300°К?

V-18. Определить минимально необходимую степень сжатия в двигателе внутреннего сгорания, чтобы топливо, впрыснутое в цилиндр в конце хода сжатия, воспламенилось. Температура воспламенения топлива 970°К, температура воздуха перед сжатием 300°К, сжатие считать адиабатным. Каково будет давление в конце сжатия, если начальное давление составляет 0,91 бар?

V-20. В цилиндре емкостью 0,2л, закрытом крышкой-поршнем, нахоится воздух при давлении 100бар и температуре 293°К. Определить скорость вылета крышки при ее внезапном освобождении, если масса крышки 1кг, а воздух адиабатно расширяется в 3 раза, прежде чем перестает действовать на крышку. Какова будет температуравоздуха после вылета крышки?

V-22. Как изменится мощность газовой турбины, если вместо продуктов сгорания, обладающих свойствами воздуха в качестве рабочего тела использовать:

а) углекислоту , ср=1,13 кДж/кг*град, cv=0,932 кДж/кг*град

б) гелий ср=5,21 кДж/кг*град, cv=3,12 кДж/кг*град.

Давление газа на входе в турбину 7 бар, давление за турбиной 1,2 бар; температуру газа перед турбиной 973°К, а таже расход газа считать одинаковым для всех случаев, расширение газа в турбине считать адиабатным.

V-23.  Осевой компрессор газовой турбины всасывает воздух при давлении 1,013 бар и температуре 303°К и подает его в камеру сгорания при давлении 7,3 бар и температуре 640°К. Определить показатель политропы процесса сжатия, его теплоемкость, количество тепла, изменение внутренней эгергии, энтальпии и работу сжатия 1 кг воздуха в компрессоре.

V-29. В цилиндре двигателя дизеля воздух сжимается адиабатно до температуры, превышающей температуру воспламнения топлива.

Вычислить минимально необходимое давление, которое должен иметь воздух после сдатия, если температура  воспламенения топлива составляет 820°С. Во сколько раз при сжатии уменьшается его объем?

Начальное давление и температура воздуха равны р1=1 бар, t1=76°С.

Расчет выполнить: а) учитывая зависимость k=f(t)

б) считая k=const.

Автор страницы: admin