Теплотехника МСХ ЭАСХ 4 раздел

В начало

1. Найти приращение энтропии 3 кг воздуха; а) при нагревании его по изобаре от 0 до 400°С; б) при нагревании его изохоре от 0 до 880°С; в) при изотермическом расширении с увеличением объема в 16 раз. Теплоемкость считать постоянной.

2. 1 кг воздуха сжимается по политропе от 0,1 МПа и 200С до 0,8 МПа при m=1,2. определить конечную температуру, изменение энтропии, количество отведенной теплоты и затраченную работу.

3. В процессе политропного расширения воздуха температура его уменьшилась от t1=25°С до t2=-37°С. Начальное давление воздуха p1=0,4 МПа, количество его М=2 кг. Определить изменение энтропии в этом процессе, если известно, что количество подведенной теплоты составляет 89,2 кДж.

4. 1 кг воздуха совершает цикл Карно в пределах температур t1=627°С и t2=27°С, причем наивысшее давление составляет 6 МПа, а низшее – 0,1 МПа. Определить параметры состояния воздуха в характерных точках цикла, работу, термический КПД цикла и количество подведенной и отведенной теплоты.

 5. 1 кг воздуха совершает цикл Карно между температурами t1=327°С и t2=27°С; наивысшее давление при этом составляет 2 МПа, а наинизшее – 0,12 МПа. Определить параметры состояния воздуха в характерных точках, работу, термический КПД цикла и количество подведенной и отведенной теплоты.

 6. 1 кг воздуха совершает цикл Карно в пределах температур t1=250°С и t2=30°С. Наивысшее давление Р1=1 МПа, наинизшее – Р3=0,12 МПа. Определить параметры состояния воздуха в характерных точках, количество подведенной и отведенной теплоты, работу и термический КПД цикла.

 7. Определить изменение энтропии 3 кг азота в политропном процессе при изменении температуры от t1=100°С до t2=300°С. Показатель политропы n=1,2.. Изобразить процесс в p, v- и T, s – диаграммах.

 8. 50 кг льда с начальной температурой -5°С помещены в воздух с температурой +15°С. Считая, что образующаяся при таянии вода нагреется до температуры воздуха, определить увеличение энтропии, происходящее в результате этого процесса. Теплота таяния льда λ=333 кДж/кг, теплоемкость льда ср=2,03 кДж/(кг*К). Теплоемкость воды принять равной 4,187 кДж/(кг*К).

 9. Некоторое количество воздуха, имеющего при нормальных физических условиях объем 7 м3, расширяется с понижением температуры от 5° до 20°С. Начальное давление равно 40 ат. Определить показатель политропы работу расширения L и изменение энтропии газа ΔS, если от него отведено в процессе Q=300 кДж теплоты. 

10. Как изменится кпд цикла Карно, если при постоянной температуре верхнего источника теплоты t1=2500°С, температура нижнего источника t2 понизится с 20° до 100°С?

11. Баллон, содержащий азот при давлении Р1=1,5*10^7 Па и температуре t1=27°С, имеет массу m=97 кг. Когда часть азота была израсходована так, что при температуре t2= -3°C давление в баллоне стало равным Р2= 6*10^6 Па, масса баллона с азотом стала равной m2=93,5 кг. Какое количество азота осталось в баллоне?

12. Некоторая масса газа занимает объем V1 при давлении Р1 и температуре Т1. Затем газ при постоянном объеме нагревают при температуре Т2= 2Т1, после этого происходит расширение газа при постоянном давлении до объема V2= 4V1. Из получившегося состояния газ возвращают начальное состояние, при чем так, что во время этого процесса РVn- const. Определить показатель степени n.

13. 4 кг воздуха с начальным давлением Р1= 1,2 МПа и начальной температурой t1=10°С расширяется адиабатно до конечного давления Р2= 0,2 МПа. Определить объем и температуру воздуха в конце расширения, работу расширения и изменение внутренней энергии, если показатель адиабаты k= 1,4.

14. 1 кг воздуха с начальным давлением Р1= 0,2 МПа и начальной температурой t1= 60°С сжимается политропно до конечной температуры t2= 520°C. Определить работу сжатия, изменение внутренней энергии и количество отведенной теплоты от воздуха, если показатель политропы n= 1,35.

15. В одноступенчатом компрессоре политропно сжимается воздух до конечного давления Р2=0,6 МПа. Начальная температура воздуха t1=17°С и давление Р1=0,2 МПа. Определить конечную температуру воздуха и работу, затраченную на сжатие 1 кг воздуха, если показатель политропы n=1.25.

16. В одноступенчатом компрессоре сжимается адиабатно двуокись углерода до Р2=0,5 МПа. Начальная температура газа t1= -5°C и давление Р1=0,1 МПа. Определить работу, затраченную на сжатие 1 кг двуокиси углерода и конечную температуру, если показатель адиабаты k=1,28.

17. В закрытом сосуде емкостью V= 0.6 м3 содержится воздуха при давлении Р1= 0,5 МПа и температуре t= 20°С. В результате охлаждения сосуда воздух, содержащийся в нем, теряет 105 кДж. Принимая теплоемкость воздуха постоянной, определить какое давление и какая температура устанавливаются после этого в сосуде.

18. В цилиндре диаметром 0,4 м содержится 80 л воздуха при давлении Р1=0,29 МПа и температуре t1=15°С.
Принимая теплоемкость воздуха постоянной, определить, до какой величины должна увеличиться сила, действующая на поршень, чтобы последний остался неподвижным, если к воздуху подводится 83,7 кДж теплоты.

 19. В установке воздушного отопления внешний воздух при t1= -15°С нагревается в калорифере при Р- const до 60°С. Какое количество теплоты надо затратить для нагревания 1000 м3 наружного воздуха? Теплоемкость воздуха считать постоянной. Давление воздуха принять равным 101325 Па.

 20. 0,2 м3 воздуха с начальной температурой 18°С подогревается в цилиндре диаметром 0,5 м при постоянном давлении Р= 0,2 МПа до температуры 200°С. Определить работу расширения, перемещение поршня и количество затраченной теплоты, считая теплоемкость постоянной.

 21. Перегретый водяной пар с начальным давлением Р1= 0,1 МПа и начальной температурой t1= 230°С сжимается изотермически до степени сухости х2=0,85. Определить параметры пара в начальном и конечном состояниях, количество отведенной теплоты от пара, изменение внутренней энергии и работу сжатия. Изобразить процесс в is-диаграмме.

 22. Водяной пар с начальным давлением Р1= 5 МПа и начальной температурой t1= 350°C расширяется адиабатно до давления Р2= 0,01 МПа. Определить параметры пара в начальном и конечном состояниях, количество отведенной теплоты от пара, изменение внутренней энергии и работу расширения. Изобразить тепловой процесс в is- диаграмме.

 23. В пароперегреватель котельного агрегата поступает влажный воздух в количестве 18кг/с. Определить сообщаемое пару количество теплоты, необходимое для перегрева пара до температуры 560°С, если степень сухости пара перед входом в пароперегреватель х= 0,98, а давление пара в пароперегревателе Р= 12 МПа. Изобразить процесс в is-диаграмме.

24. Водяной пар с начальным давлением Р1=6 МПа и степенью сухости х= 0,9 расширяется изотермически до давления Р2=0,5 МПа. Определить параметры пара в начальном и конечном состояниях, изменение внутренней энергии, количество переданной теплоты пару и работу расширения. Изобразить процесс в is- диаграмме.

 25. Воздух, имеющий параметры: отн влажность 40%, t= 22°С и расход 1000 кг/час нагревается в поверхностном теплообменнике до t=38°С. Определить энтальпию и относительную влажность воздуха после нагрева и полный расход теплоты. Изобразить процесс в id – диаграмме влажного воздуха.

 26. Воздух с параметрами: отн влажность 40%, t= 22°С охлаждается в поверхностном теплообменнике до t = 5°С. Определить количество отведенной теплоты и отведенной влаги, если расход воздуха составляет 1000 кг/час. Изобразить процесс в id – диаграмме влажного воздуха.

 27. 1 кг воздуха потока А с параметрами: отн влажность 50%, d= 5 г/кг смешивается с 4 кг воздуха потока В с параметрами: i= 48 кДж/кг, t =20°С. Определить параметры смешанного воздуха. Изобразить процесс в id- диаграмме

 28. Для осушивания воздуха его продувают через слой вещества, поглащающего влагу. Начальное состояние воздуха задано параметрами:t= 15°C, d= 8 г/кг. Определить температуру воздуха на выходе из подсущивающего вещества, если воздух при этом имеет влагосодержание d=2 г/кг с.в. Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

 29. Состояние влажного воздуха при температуре 20°С определяется с помощью гигрометра, которым измерена температура точки росы, равная 10°С. Определить относительную влажность , влагосодержание d и энтальпию влажного воздуха I по id- диаграмме.

 30. В сушильной камере производится подсушка топлива воздухом при атмосферном давлении. От начального состояния с температурой t= 20°С и относительной влажностью 40% воздух предварительно подогревается до температуры t=80°С и далее направляется в сушилку, где в процессе осушивания топлива охлаждается до t= 35°С. Рассчитать необходимое количество теплоты для испарения 1 кг влаги по id- диаграмме. Теплопотери в окружающую среду отсутствуют.
 

Автор страницы: admin