Нефтяной техникум. Термодинамика.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Задание 1
Варианты 1-15
В сосуде находится смесь воздуха и углекислоты. Объем сосуда Vм³ количество воздуха М1, kг, углекислоты М2, кг; температура смеси tм°C
Найдите парциальные давления компонентов Рi, газовую постоянную смеси Rсм давление смеси Р.
Данные |
Задачи |
||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
V1∙м3 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
0,2 |
0,5 |
1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
2,0 |
0,15 |
0,52 |
1,5 |
0,65 |
0,8 |
M1∙ кг |
5 |
3 |
4 |
3 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
2,5 |
3 |
5 |
4 |
5 |
M2 ∙ кг |
3 |
5 |
2 |
2 |
6 |
4 |
2 |
5 |
2 |
4 |
1,5 |
2 |
2,5 |
1,5 |
4,5 |
tсм |
27 |
25 |
27 |
35 |
28 |
30 |
32 |
20 |
22 |
18 |
20 |
22 |
20 |
18 |
20 |
Варианты 16-30
Коксовый генераторный газ имеет заданный объемный состав. Найдите массовый состав, газовую постоянную; удельный объем. плотности газа при температуре t°C и абсолютном давлении Р ,ат.
Данные |
Задачи |
||||||||||||||
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
H2, % |
7 |
57 |
18 |
- |
8,4 |
2,0 |
45 |
- |
10 |
2,8 |
6,2 |
7,0 |
12 |
25 |
32,3 |
CH4; % |
2 |
23 |
- |
7,5 |
48,7 |
11,0 |
29 |
18 |
5 |
12,2 |
2,5 |
3,0 |
22 |
- |
15,2 |
CO; % |
27,6 |
6 |
24 |
0,37 |
17,0 |
1,0 |
12 |
24 |
21,6 |
5,5 |
30,0 |
25,0 |
17,3 |
28 |
12,0 |
CO2; % |
4,8 |
2 |
6 |
17,7 |
14,5 |
12,0 |
2 |
20 |
5,4 |
12,5 |
5,3 |
14,2 |
6,2 |
10 |
2,2 |
N2, % |
58,6 |
12 |
52 |
74,13 |
11,4 |
74,0 |
12 |
48 |
58,0 |
67,0 |
56 |
50,8 |
12,5 |
37 |
38,3 |
t, 0C |
0 |
15 |
18 |
10 |
13 |
20 |
10 |
22 |
25 |
20 |
15 |
8 |
15 |
16 |
10 |
P, ат |
0,98 |
1,0 |
0,95 |
1,1 |
0,99 |
1,0 |
1,1 |
0,90 |
0,98 |
1,2 |
0,93 |
0,9 |
1,0 |
1,2 |
0,92 |
Задание 2
Вариант 1-7
Сосуд, объемом V1 заполнен кислородом при давлении Р1.
Определите конечное давление кислорода и количество сообщенной ему теплоты если начальная температура кислорода t1. а конечная t2 . Теплоемкость кислорода считайте постоянной.
Данные |
Задачи |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
V1, л |
60 |
80 |
90 |
100 |
90 |
85 |
75 |
P1∙ MПа |
12,5 |
13,0 |
10 |
30 |
30 |
35 |
37 |
t1,0С |
10 |
15 |
10 |
30 |
30 |
35 |
37 |
t2,0С |
30 |
30 |
40 |
200 |
330 |
145 |
547 |
Варианты 8-15
Начальный объем воздуха V1 с начальной температурой t1 расширяется при постоянном давлении до объема V2 в следствии сообщения ему теплоты Q.
Определите коночную температуру t2 °С, давление газа Р, МПа в процессе и работу расширения L, кДж.
Данные |
Задачи |
|||||||
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
V1, м3 |
2 |
1 |
0,124 |
0,05 |
10 |
3 |
5 |
2,5 |
t1,0С |
15 |
15 |
500 |
570 |
100 |
50 |
10 |
80 |
V2, м3 |
3 |
1,5 |
0,87 |
0,10 |
25 |
4,5 |
7,0 |
5,0 |
Q, кДж |
837 |
335 |
4000 |
516 |
600 |
800 |
830 |
400 |
Варианты 16-23
Для осуществления изотермического сжатия m кг воздуха при давлении P1 и t затрачена
работа L кДж.
Найдите давление Р2 сжатого воздуха и количество теплоты Q, которое необходимо при этом отвести от газа.
Данные |
Задачи |
|||||||
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
|
m, кг |
0,8 |
0,5 |
1,2 |
1,5 |
2,0 |
3,5 |
0,5 |
1,0 |
P1∙ MПа |
0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,6 |
0,65 |
0,5 |
0,5 |
0,1 |
t, 0C |
25 |
15 |
35 |
45 |
40 |
30 |
30 |
30 |
L, кДж |
100 |
70 |
150 |
200 |
225 |
400 |
80 |
200 |
Варианты 24-30
1 кг воздуха, занимающий объем V1 при давлении Р1 расширяется в n раз.
Определите конечное давление Р2 и работу ℓ, совершенную воздухом в адиабатном процессе.
Данные |
Задачи |
||||||
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
V1, м3 /кг |
0,0887 |
0,187 |
0,8 |
0,343 |
0,5 |
0,37 |
0,0157 |
P1∙ MПа |
1,0 |
0,8 |
0,7 |
0,09 |
0,1 |
0,095 |
0,1 |
n, |
10 |
8 |
3 |
8 |
14 |
5 |
5 |
Задание 3
Варианты 1-10
Пар из котла при абсолютном давлении Р и степени сухости Х поступает в паронагреватель, в котором ему сообщается дополнительное тепло при неизменном давлении, а температура пара повышается до t2 (Приложение А).
Определите количество тепла, сообщенное 1 кг пара, и изменение внутренней энергии при помощи h — s диаграммы.
данные |
задачи |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
P, МПа |
1,6 |
1,5 |
1,0 |
1,2 |
1,3 |
0,9 |
1,4 |
1,1 |
1,7 |
0,8 |
X |
0,97 |
0,95 |
0,9 |
1,0 |
0,9 |
0,87 |
0,95 |
0,85 |
0,85 |
0,88 |
t2, oC |
350 |
300 |
290 |
250 |
400 |
450 |
300 |
250 |
350 |
420 |
Варианты 11-20
Начальное состояние пара характеризуется параметрами P1 и х. Какое количество тепла необходимо подвести к пару при постоянном объеме, чтобы температура пара возросла до t2 (Приложение А).
данные |
Задачи |
|||||||||
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
P, МПа |
1,0 |
0,8 |
0,9 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
1,7 |
X |
0,85 |
0,9 |
0,97 |
0,95 |
0,87 |
0,95 |
0,85 |
0,88 |
0,98 |
0,8 |
t2, oC |
300 |
350 |
250 |
200 |
240 |
290 |
340 |
380 |
400 |
450 |
Вариант 21-30
Перегретый пар давлением Р1 и t1 адиабатно расширяется до Р.
данные |
Задачи |
|||||||||
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
P1, МПа |
3,0 |
3,2 |
3,4 |
4,0 |
4,2 |
2,8 |
2,6 |
2,4 |
2,2 |
2,0 |
P2, МПа |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,3 |
0.5 |
t1, oC |
350 |
300 |
250 |
200 |
240 |
280 |
320 |
340 |
360 |
260 |
Задание 4
Варианты 1-10
Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при υ — const определить параметры характерных для цикла точек, количества подведенной и отведенной теплоты, термический КПД цикла и его полезную работу (кДж).
Дано: Р1; t1; ε; λ; k=1,4.
Рабочее тело—воздух. Теплоемкость считать постоянной. Построить цикл в координатах
Р — υ.
Варианты 11-20
Необходимо найти давление и объем в характерных точках цикла двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при Р - const, а также его термический КПД η1 и полезную работу (кДж). Построить цикл в координатах Р — υ.
Дано: Р1 ; ε ; g ; к = 1,4. Диаметр цилиндра d, м. ход поршня S. м. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость считать постоянной.
данные |
Варианты |
||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
P1, МПа |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,5 |
0,11 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
t1, oC |
100 |
120 |
130 |
140 |
150 |
160 |
155 |
165 |
170 |
180 |
|
|
|
|
|
P3, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ε |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
10 |
6 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
λ |
1,6 |
1,2 |
1,25 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
3,2 |
2,6 |
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
d, M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
0,2 |
0,15 |
0,15 |
0,13 |
S, M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
0,2 |
0,2 |
0,18 |
0,15 |
Варианты 21-30
В цикле поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты начальное давление Р1 МПа, начальная температура t1 оС, количество подведенной теплоты
Q=1090 кДж. Степень сжатия ε.
Какая часть теплоты должна выделяться в процессе при υ— const, если максимальное давление составляет Р3=Р4 (МПа). Рабочее тело —воздух. Теплоемкость считать постоянной.
Данные |
Вариант |
||||||||||||||
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
P1, МПа |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,2 |
0,09 |
0,08 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,25 |
0,15 |
0,09 |
t1, oC |
|
|
|
|
|
67 |
50 |
25 |
30 |
35 |
70 |
75 |
80 |
40 |
45 |
P3, МПа |
|
|
|
|
|
4,4 |
4,5 |
4,6 |
4,8 |
4,0 |
4,2 |
3,8 |
3,6 |
4,3 |
4,5 |
ε |
19 |
20 |
21 |
24 |
22 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
λ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
2,0 |
1,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d, M |
0,15 |
0,16 |
0,16 |
0,16 |
0,18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S, M |
0,15 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 5
Варианты 1-10
Определите количество тепла, передаваемого от дымовых газов к
кипящей воде через:
Данные |
Задачи |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
δ1,мм |
5 |
4 |
3 |
6 |
8 |
10 |
8,5 |
6,5 |
4,5 |
3,5 |
δ2,мм |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
10 |
10 |
12 |
8,5 |
7,5 |
tr, 0C |
800 |
850 |
900 |
950 |
920 |
910 |
810 |
820 |
780 |
760 |
tв,0C |
200 |
180 |
160 |
140 |
150 |
210 |
220 |
240 |
150 |
170 |
δз, мм |
1 |
1,5 |
0,5 |
1,5 |
1,2 |
2,0 |
1,8 |
1,6 |
1,0 |
0,8 |
Варианты 11-20
Изолированная теплофикационная труба длиной L с наружным диаметром изоляции d проложена внутри прямоугольного бетонного канала, размером (а х b). Температуры, поверхностей изоляции трубы и стенок канала соответственно t1 и t2 а степени черноты соответственно равны ε1=0.9. ε2=0,7
Данные |
Задачи |
|||||||||
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
ι, м |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
25 |
8 |
d, мм |
180 |
170 |
160 |
150 |
140 |
130 |
110 |
100 |
100 |
150 |
а, мм |
200 |
180 |
160 |
160 |
150 |
155 |
140 |
145 |
130 |
220 |
b, мм |
700 |
700 |
600 |
640 |
450 |
400 |
500 |
550 |
430 |
700 |
t1,0C |
50 |
60 |
70 |
80 |
85 |
75 |
65 |
55 |
90 |
95 |
t2,0C |
20 |
20 |
25 |
30 |
25 |
20 |
25 |
30 |
30 |
20 |
Определите для трубы потерю теплового потока.
Задание 5
Варианты 1-10
Определите количество тепла, передаваемого от дымовых газов к
кипящей воде через:
а) стальную чистую стенку толщиной δ1;
б) стальную стенку, покрытую со стороны воды слоем накипи
толщиной δ2. Температура дымовых газов tг , температура кипящей воды tв , коэффициент теплоотдачи от газов к стенке
Данные |
Задачи |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
δ1,мм |
5 |
4 |
3 |
6 |
8 |
10 |
8,5 |
6,5 |
4,5 |
3,5 |
δ2,мм |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
10 |
10 |
12 |
8,5 |
7,5 |
tr, 0C |
800 |
850 |
900 |
950 |
920 |
910 |
810 |
820 |
780 |
760 |
tв,0C |
200 |
180 |
160 |
140 |
150 |
210 |
220 |
240 |
150 |
170 |
δз, мм |
1 |
1,5 |
0,5 |
1,5 |
1,2 |
2,0 |
1,8 |
1,6 |
1,0 |
0,8 |
Варианты 11-20
Изолированная теплофикационная труба длиной L с наружным диаметром изоляции d проложена внутри прямоугольного бетонного канала, размером (а х b). Температуры, поверхностей изоляции трубы и стенок канала соответственно t1 и t2 а степени черноты соответственно равны ε1=0.9. ε2=0,7
Данные |
Задачи |
|||||||||
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
ι, м |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
25 |
8 |
d, мм |
180 |
170 |
160 |
150 |
140 |
130 |
110 |
100 |
100 |
150 |
а, мм |
200 |
180 |
160 |
160 |
150 |
155 |
140 |
145 |
130 |
220 |
b, мм |
700 |
700 |
600 |
640 |
450 |
400 |
500 |
550 |
430 |
700 |
t1,0C |
50 |
60 |
70 |
80 |
85 |
75 |
65 |
55 |
90 |
95 |
t2,0C |
20 |
20 |
25 |
30 |
25 |
20 |
25 |
30 |
30 |
20 |
Определите для трубы потерю теплового потока.
Варианты 21-30
Необходимо нагреть за час массу m кг воды от температуры t'в до t"в дымовыми газами с начальной температурой t'г. Расход дымовых газов mг теплоемкость газов
Данные |
Задачи |
|||||||||
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
mв, кг |
450 |
440 |
430 |
420 |
410 |
400 |
460 |
470 |
480 |
500 |
t'в, 0 C |
10 |
15 |
20 |
25 |
8 |
12 |
14 |
16 |
18 |
22 |
t"в, 0 C |
75 |
70 |
80 |
85 |
84 |
82 |
72 |
78 |
80 |
82 |
t'r, 0 C |
165 |
170 |
180 |
190 |
200 |
150 |
155 |
175 |
185 |
195 |
mr, кг/ч |
1800 |
1700 |
1600 |
1500 |
1400 |
1450 |
1550 |
1650 |
1750 |
1900 |
Задание 6
Определите низшую теплоту сгорания и объем воздуха, поступающего в топку для сжигания угля данного состава по рабочей массе. Коэффициент избытка воздуха α, температура воздуха t oС, часовой расход воздуха В. кг/ч.
Данные |
Задачи |
||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
CP, % |
70,4 |
41,4 |
68 |
52 |
50 |
64 |
60 |
58 |
50 |
42 |
32,8 |
38 |
40 |
43 |
46 |
HP, % |
5,02 |
2,9 |
6,22 |
3,1 |
2,88 |
4,2 |
4,6 |
5,2 |
2,8 |
6,0 |
2,4 |
3,5 |
4,2 |
4,0 |
5,1 |
OP, % |
11,7 |
10,5 |
11,0 |
9,2 |
9,0 |
9,5 |
9,8 |
12,5 |
10,0 |
8,4 |
9,9 |
10,2 |
8,0 |
6,8 |
10,4 |
NP, % |
0,88 |
1,0 |
1,9 |
0,7 |
0,5 |
0,9 |
1,5 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
0,6 |
2,1 |
3,2 |
2,2 |
0,6 |
SPл, % |
2,0 |
0,9 |
2,2 |
2,0 |
1,9 |
0,9 |
0,8 |
1,5 |
1,8 |
1,6 |
2,9 |
0,9 |
2,2 |
15,8 |
12,9 |
AP, % |
5,0 |
24,3 |
6,0 |
8,3 |
12,0 |
10,8 |
5,8 |
11,6 |
16,2 |
15,1 |
18,4 |
7,5 |
5,0 |
6,2 |
8,2 |
WP, % |
5,0 |
19,0 |
4,68 |
24,7 |
23,72 |
9,7 |
17,5 |
9,6 |
17,4 |
24,9 |
33,0 |
37,8 |
37,4 |
22 |
16,8 |
α |
1,5 |
1,35 |
1,4 |
1,7 |
1,3 |
1,2 |
1,6 |
1,65 |
1,4 |
1,3 |
1,4 |
1,2 |
1,4 |
1,4 |
1,3 |
t1, 0C |
15 |
10 |
20 |
25 |
28 |
22 |
13 |
15 |
25 |
22 |
20 |
22 |
15 |
12 |
10 |
B, кг/ч |
300 |
310 |
320 |
330 |
340 |
350 |
360 |
370 |
380 |
390 |
450 |
440 |
430 |
420 |
410 |
Продолжение
Данные |
Задачи |
||||||||||||||
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
CP, % |
48,4 |
52,3 |
54,8 |
56,0 |
62,8 |
65,5 |
71 |
74,2 |
61 |
71,5 |
70,0 |
50,6 |
54 |
70,7 |
69 |
HP, % |
5,2 |
6,4 |
2,5 |
5,0 |
4,2 |
5,6 |
5,4 |
5,3 |
5,2 |
5,2 |
5,3 |
6 |
7,2 |
6,2 |
5,6 |
OP, % |
11,9 |
9,5 |
10,0 |
12,5 |
9,6 |
2,4 |
1,5 |
1,8 |
14,4 |
10,2 |
9,6 |
12,2 |
10,2 |
8,5 |
12,0 |
NP, % |
1,5 |
0,5 |
1,2 |
1,6 |
0,9 |
5,6 |
3,8 |
1,2 |
1,3 |
1,7 |
1,5 |
2,5 |
0,3 |
0,9 |
2,3 |
SPл, % |
2,2 |
2,0 |
2,5 |
1,5 |
0,8 |
0,7 |
4,5 |
2,0 |
6,1 |
2,7 |
0,8 |
0,3 |
4,9 |
2,2 |
1,9 |
AP, % |
21,0 |
15,2 |
16,0 |
17,0 |
10,8 |
8,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
5,2 |
4,2 |
12,4 |
6,3 |
5,0 |
4,2 |
WP, % |
9,8 |
14,1 |
13 |
6,4 |
10,9 |
11,7 |
9,8 |
11 |
7,0 |
3,5 |
8,6 |
10 |
17,1 |
6,5 |
9,0 |
α |
1,3 |
1,35 |
1,35 |
1,2 |
1,2 |
1,25 |
1,6 |
1,5 |
1,55 |
1,7 |
1,65 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
t1, 0C |
12 |
15 |
16 |
18 |
20 |
22 |
25 |
23 |
21 |
19 |
15 |
20 |
22 |
25 |
10 |
B, кг/ч |
400 |
300 |
390 |
350 |
380 |
520 |
540 |
560 |
580 |
600 |
700 |
650 |
750 |
720 |
620 |
Автор страницы: admin