Министерство образования и науки РФ

Министерство образования и науки РФ

Технический институт (филиал)

Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова»

в г. Нерюнгри

Расчетно-графическая работа

по дисциплине «Техническая термодинамика»

Выполнил: ст-ка группы Емелина А.Н.ПТ-12

Проверил: ст. преподаватель

Старостина Л.В.

Нерюнгри 2013

Задача №1

Условие: из баллона емкостью V выпускается воздух в атмосферу, при этом давление воздуха, измеренное манометром, уменьшается с р₁ до p₂=0,1 МПа. Определить массу выпущенного воздуха, если температура его изменилась от t₁ до t₂ °С, а барометрическое давление равно 100 кПа.

Исходные данные: р₁=7 МПа, Т₁=32 ºС, Т₂=17 ºС, V=60*10³ МПа, средняя относительная молярная масса воздуха μ=28,98 г/моль.

Решение:

Из характеристического уравнения:

,

следовательно до расходования воздуха, масса:

После расходования воздуха

Масса выпущенного воздуха

Ответ:

Задача №2

Условие: определить мольную массу, массовый состав, удельный объем и плотность, газовую постоянную, а также парциальные давления компонентов газовой смеси, температура которой Т и давление p, если объемный состав смеси r задан в процентах.

Исходные данные: Т=490 °С=763 К, р=0,16 МПа, r(СО₂)=10%, r(О₂)=10, r(N₂)=80.

Решение:

1. Массовый состав:

2. Газовая постоянная смеси:

3. Молекулярная масса:

4. Удельный обьем при нормальных условиях

;

;

5. Для текущего состояния газа. Из характеристического уравнения

;

6. Плотность:

7. Парциальные давления:

Задача №3

Условие: по известному массовому составу продуктов сгорания определить: мольную массу, газовую постоянную, плотность и удельный объем продуктов сгорания при нормальных условиях; средние массовые и объемные теплоемкости при постоянном давлении в пределах температур от 0 °С до T₁ и от 0°С до T₂ и количество теплоты, отданное 1 кг газов при изобарном охлаждении от T₁ до T₂ °С.

Исходные данные: массовый состав смеси: CO₂=16%, H₂O=6,4%, N₂=73,6, O₂=4%; T₁=450 °С, T₂=160 °С.

Решение:

1. Мольная масса

Мольная масса смеси:

Газовая постоянная смеси R_cм:

Удельный объем смеси при нормальных условиях:

Плотность смеси:

Найдем среднюю массовую теплоемкость смеси при постоянном давлении в пределах температур от 0 °С до 450 °С:

Найдем средние объемные теплоемкости при постоянном давлении:

Задача №4

Условие: V₁, м³, газа при абсолютном давлении p₁ температуре T₁°С расширяется до увеличения объема в ε раз. Определить параметры конечного состояния газа, количество теплоты, работу, а также изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессах: а) изотермическом, б) адиабатном при k=1,4; в) политропном при показателе политропы n=1,47. Принять c_v=0,7 кДж/(кг·К) и R_г=290 Дж/(кг·К). Процессы изобразить (совместно) в pv - и Ts - диаграммах.

Исходные данные: V₁=0,1 м³, ε=14, p₁=6,7 МПа, T₁=2130 °С=2403 К.

Решение:

а) Изотермический процесс

Соотношение параметров при изотермическом процессе:

Находим где

Работа 1 кг газа:

б) Адиабатный процесс протекает без теплообмена с окружающей средой, поэтому q=0. k=1,4

Зависимость между начальными конечными параметрами:

Определяем

Определяем

°С

Работа 1кг газа:

L=

При давлении p₁ и T₁ содержится V₁=0,1м³газа, т.е при нормальных условиях

Отсюда находим:

Следовательно 0,1 м³ весит:

Изменение внутренней энергии:

Политропный процесс:

Зависимости:

,

, °С

Работа 1кг газа:

Изменение внутренней энергии:

Дата добавления: 2015-09-30