Задача 1
Смесь, состоящая из m1 = 3килограммов азота и m2 = 17килограммов кислорода, имея начальные параметры – давление Р1 = 5 МПа и температуру t1 = 270С, расширяется при постоянном давлении до объёма V2 = 3,5V1; затем смесь расширяется в процессе PV1,35 = const до объёма V3 = 2V2.
Определить газовую постоянную смеси, начальный объём V1, параметры смеси – давление, температуру и объём в состояниях 2 и 3. Найти изменение внутренней энергии, энтальпии, энтропии, теплоту и работу расширения в процессах 1-2 и 2-3. Построить процессы в рабочей и тепловой диаграммах.
Задача 2
Рассчитать многоступенчатый поршневой компрессор для сжатия воздуха без учёта трения и вредного пространства; определить количество ступеней компрессора, степень повышения давления в каждой ступени, количество тепла, отведённое от воздуха в цилиндрах компрессора (при охлаждении до t1), и мощность на привод компрессора, если давление воздуха на входе в первую ступень Р1 = 0,1 МПа, температура t1= 270С. Допустимое повышение температуры в каждой ступени ∆t = 1900С, показатель политропы сжатия n = 1,36, расход воздуха G = 0,5кг/с, конечное давление Pк = 12МПа.
Задача 3
Водяной пар, имея начальные параметры Р1 = 5 МПа и Х1 = 0,9 нагревается при постоянном давление до температуры t2 = 3300C , затем дросселируется до давления Р3 = 1,1 МПа. При давлении Р3 пар попадает в сопло Лаваля, где расширяется до давления Р4 = 5кПа. Определить, используя is – диаграмму водяного пара: количество теплоты, подведённого к пару в процессе 1-2; изменение внутренней энергии и энтропии, а также конечную температуру t3 в процессе дросселирования 2-3. Определить конечные параметры и скорость на выходе из сопла Лаваля, параметры пара и скорость в минимальном сечении, а также расход пара в процессе изоэнтропного истечения 3-4, если известна площадь минимального сечения сопла fmin = 40см2. Все процессы показать в is – диаграмме.
Задача 4
Рассчитать теоретический цикл двигателя внутреннего сгорания с изохорным подводом теплоты. Исходные данные: P1 = 1,1 бар, t1 = 200C, рабочее тело – воздух, степень сжатия ε = v1/v2 = 5,5, cтепень повышения давления при изохорном подводе тепла λ = P3/P2 = 4,3, n1 = 1,34; n2 = 1,3.
Определить:
— параметры рабочего тела, внутреннюю энергию, энтропию и энтальпию в характерных точках цикла;
-теплоёмкость, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии, теплоту и работу для каждого процесса входящего в цикл;
-подведённую и отведённую теплоту, работу и термический КПД цикла;
-построить цикл в рабочей и тепловой диаграммах.