Батуев Б.Б., Матханова В.Э., Аюрова О.Б. Техническая термодинамика. Методические указания и контрольные задания

Подождите немного. Документ загружается.

Ответить на следующий вопрос:

Почему в паротурбинных установках не применяется

цикл Карно?

Литература: [1,c.329-369]; [2, c.259-277]; [3, c.87-97];

[4, c.179-217]; [5, c.62-67]

Задача 5. Расчет процесса дросселирования водяно-

го пара.

Водяной пар, имеющий начальное давление р

и тем-

пературу t

или степень сухости х

(табл.9), дросселируется

в трубопроводе до давления р

(табл.10).

Построить в диаграмме h-S условный процесс дроссе-

лирования водяного пара. Схему построения процесса дрос-

селирования привести в тетради.

Определить температуру, энтальпию и энтропию пара

в конце процесса дросселирования .

Таблица 9

Предпоследняя цифра шифра Пока-

затели

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

Началь-

ные па-

раметры

пара:

давле-

ние р

МПа

1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9

Темпе-

ратура,

- - - - - 220 240 250 260 280

Степень

сухости

0,9 0,91 0,92 0,93 1,0 - - - - -

Таблица 10

Последняя цифра шифра Пока-

зате-

ли

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

Ко-

нечное

давле-

ние,

Мпа

0,06 0,08 0,09 0,1 0,12 0,16 0,18 0,2 0,24 0,3

Ответить письменно на следующий вопрос:

Как изменяется температура идеального и реального

газов при их дросселировании?

Литература: [1,c.216-226]; [2, c.98-205]; [3, с. 116-121];

[4, c.224-225, 236-238]; [5, c.110-112]

Задача №6. Расчет термодинамических процессов

сжатия в компрессоре.

Сжатие воздуха в компрессоре происходит : а) по изо-

терме , б) по адиабате . Расход воздуха G , начальное дав-

ление Р

= 100 кПа, начальная температура t

, степень сжа-

тия ε.

Определить для обоих вариантов величину теоретиче-

ской работы сжатия , мощности компрессора , а также изме-

нения внутренней энергии и энтропии при сжатии.

Теплоемкость воздуха С

= f(t) считать const. Данные

для решения задачи принять по таблице 11.

Таблица 11

Последняя циф-

ра шифра

C Предпоследняя

цифра шифра

G, кг/мин

4,5

4,8

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

Ответить письменно на вопрос:

Какой термодинамический процесс сжатия газа в ком-

прессоре является экономически более целесообразным и

почему?

Литература: [1,c.235-246]; [2, c.222-232]; [4, c.142-148]

Задание на контрольную работу №2

Задача. Расчет термодинамических процессов во-

дяного пара.

Из точки 1 , заданной начальными параметрами, при-

веденными в табл.12, совершаются следующие процессы:

1-2 – изохорный (V

);

1-3 – изобарный (P

)

1-4 – изотермический (t

)

1-5 – адиабатный (S

)

Рис.1. Пример термодинамических процессов в рабо-

чей диаграмме

Параметры в точках 2, 3, 4 и 5 выбрать из табл. 12 со-

гласно заданному варианту.

В качестве примера на рис.1 представлен один из ва-

риантов происходящих процессов в рабочей диаграмме Р-V.

Требуется :

1. Определить для точек 1, 2, 3, 4 и 5 параметры Р, V, t, h,

S, u, x, используя таблицы водяного пара.

2. Определить для каждого процесса изменение внутрен-

ней энергии (Δu), энтальпии (Δh), энтропии (ΔS), произ-

веденную работу (ℓ) и количество сообщенного или от-

веденного тепла (q).

3. Расчет адиабатного (или изотермического) процесса

произвести также по h-S диаграмме водяного пара и оп-

ределить относительную ошибку для каждой найденной

величины по сравнению с табличными.

4. Изобразить процессы в масштабе в P-V, T-S, h-S диа-

граммах.

Параметры приведенные в табл.12, имеют следующие

размерности: Р- бар; t-

С; V- м

/кг; h- кДж/кг; S- кДж/кг⋅К.

Ответить письменно на следующие вопросы:

1. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.

2. Фазовая (р-Т) диаграмма для воды.

3. Приведите примеры практического применения изобар-

ного и адиабатного процессов водяного пара в тепло-

энергетических установках.

Литература: [1,c.188-192, 195-216]; [2, c.161-173]; [4,

c.179-199]

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная

1. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техниче-

ская термодинамика. – М.: Энергия, 1986

2. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопе-

редача. – М.: Высшая школа, 1975

3. Лариков Н.Н. Теплотехника. – М.: Стройиздат , 1985

4. Рабинович С.М. Сборник задач по технической термо-

динамике. – М.: Машиностроение, 1969

5. Афанасьев В.Н., Исаев С.И., Кожинов И.А. и др. Задач-

ник по технической термодинамике и теории тепломас-

сообмена /под ред. В.И.Крутова и Г.Б.Петражицкого. –

М.: Высшая школа, 1986

Дополнительная

6. Алексеев Г.А. Общая теплотехника. – М.: Высшая шко-

ла, 1980.

7. Кузовлев В.А. Техническая термодинамика и основы

теплопередачи. – М.: Высшая школа , 1983

8. Чертов А.Г. Единицы физических величин. – М.: Выс-

шая школа , 1987.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Характеристики некоторых газов

Газ Химиче-

ская фор-

мула

Молеку-

лярная

масса μ,

кг/кмоль

Удельная

газовая по-

стоянная R,

Дж/(кг⋅К)

Плот-

ность ρ,

Кг/м

Воздух - 28.96 286.4 1.298

Кислород О

32.00 259.8 1.429

Азот N

28.02 296.7 1.251

Водород H

2.016 4124.0 0.0899

Оксид уг-

лерода

CO 28.00 297.0 1.250

Диоксид

углерода

44.00 189.0 1.977

Таблица 2

Значения мольных теплоемкостей газов

по данным молекулярно-кинетической теории

Атомность газов

μС

кДж/(кмоль⋅К)

μС

кДж/(кмоль⋅К)

Одноатомный 12,6 20,9

Двухатомный 20,8 29,1

Трех- и много-

атомный

29,3 37,7

Таблица 3

Средние мольные теплоемкости газов

при постоянном давлении μС

рm

, кДж/(кмоль⋅К)

C O

воздух

0 29,278 29,022 29,127 35,865 29,077

100 29,542 29,052 29,181 38,117 29,156

200 29,935 29,135 29,307 40,065 29,303

300 30,404 29,290 29,521 41,760 29,525

400 30,882 29,504 29,793 43,255 29,793

500 31,338 29,768 30,163 44,579 30,099

600 31,765 30,048 30,429 45,759 30,408

700 32,155 30,346 30,756 46,819 30,727

800 32,506 30,639 31,074 47,769 31,032

900 32,829 30,928 31,380 48,624 31,325

1000 33,122 31,200 31,669 49,398 31,602

1100 33,390 31,459 31,941 50,106 31,866

1200 33,637 31,711 32,196 50,747 32,113

1300 33,867 31,945 32,431 51,329 32,347

1400 34,081 32,167 32,657 51,865 32,569

1500 34,286 32,376 32,862 52,355 32,778

1600 34,479 32,569 33,055 52,807 32,971

1700 34,663 32,753 33,235 53,226 33,155

1800 34,839 32,921 33,407 53,611 33,323

1900 35,010 33,084 33,566 53,967 33,486

2000 35,174 33,235 33,712 54,298 33,645