Термодинамические процессы

Вариант 1

1.1Сравнить расходы теплоты для нагревания 5 кг азота от 27°С до 227°С при v=const и p=const. Для изобарного нагревания определить работу расширения. Для азота принять µС_р=29 кДж/(кмоль·°С).

1.21 кг азота изотермически сжимается до v₂=0,5v₁, а затем изобарически расширяется до начального объема. Начальное состояние определяется температурой 27°С и давлением 1 бар. Определить работы, изменение внутренней энергии и энтальпии, количества внешней теплоты обоих процессов и суммарное изменение этих величин. Представить эти процессы на pv-диаграмме. (R=297 Дж/(кг·°С), с_р=1,05 кДж/(кг·°С).

1.34 кг углекислоты расширяются по изобаре при р=6 бар с изменением температуры от 27°С до 327°С, а затем еще по адиабате расширяются до давления 2 бар. Определить изменение внутренней энергии и энтальпии, работу, внешнюю теплоту при каждом процессе и суммарно. (R=189 Дж/(кг·°С), с_р=0,89 кДж/(кг·°С), к=1,27.

Вариант 2

2.1Начальное состояние 10 кг воздуха определяется температурой 27°С и давлением 1,2 бар. Воздух изобарически нагревается до температуры 327°С. Определить работу газа, изменение внутренней энергии и энтальпии, количество подведенной теплоты.

2.2К 10 кг воздуха в изохорном процессе подведено 1885 кДж теплоты, а затем в изобарном сжатии объем уменьшен в 2,5 раза. Начальная температура воздуха 17°С, а давление 0,8ат. Рассчитать процессы, происходящие с воздухом, и представить их на pv-диаграмме.

2.3Смесь из 4 кг кислорода и 6 кг азота адиабатически расширяется до v₂=v₁. Начальные параметры смеси: р=10 бар, t=127 °С. Определить v₁, v₂, р₂ и t₂, а также работу расширения и изменение внутренней энергии.

Первый и второй законы термодинамики

Вариант 1

5.1. Определить параметры состояния рабочего тела с помощью таблиц и диаграмм.

1.1 Вода, находящаяся под давлением 1,5 МПа, нагрета до 190°С. Наступило ли кипение?

1.2 Найти давление, удельный объем и плотность воды, если она находится в состоянии кипения и температура ее равна 250°С.

1.3 определить температуру, удельный объем, плотность, энтальпию и энтропию сухого насыщенного пара при давлении р=1МПа.

5.2. Произвести расчет параметров и определить КПД теплообменников.

1.1

В теплообменник поступает вода из системы отопления в количестве G₁=2000 кг/ч с t₁=70°С, необходимо нагреть воду до температуры 95°С. Греющая среда – горячая вода поступает в теплообменник с t₃=150°С. Определить расход греющей среды и максимально возможный КПД теплообменника, задаваясь значениями температуры греющей среды на выходе. Построить диаграмму потоков эксергии. Вычислить изменение энтропий.

1.2Нагреваемая среда поступает последовательно в охладитель конденсата и подогреватель, где она нагревается от 70°С до 95°С или от 70°С до 105°С. Греющей средой является пар в состоянии насыщения с температурой 100°С. Пар поступает в подогреватель, где происходит его конденсация, затем конденсат поступает в охладитель конденсата, где происходит его охлаждение от 100°С до заданной температуры. Расходы и основные параметры указаны на схеме. Определить неизвестные расходы и параметры, эксергетические коэффициенты полезного действия теплообменников, построить диаграмму эксергетических потоков. Вычислить изменение энтропий.

Вариант 2

5.1. Определить параметры состояния рабочего тела с помощью таблиц и диаграмм.

2.1 При р=0,9 МПа вода нагрета до 150°С. На сколько градусов нужно еще нагреть воду, чтобы началось кипение?

2.2 Температура воды, находящейся в закрытом сосуде, равна 190°С. Под каким давлением находится вода?

2.3 Сухой насыщенный пар имеет давление р=1.4 МПа. Определить все остальные параметры пара.

5.2. Произвести расчет параметров и определить КПД теплообменников.

2.1

В теплообменник поступает вода из системы отопления в количестве G₁=1500 кг/ч с t₁=70°С, необходимо нагреть воду до температуры 95°С. Греющая среда – горячая вода поступает в теплообменник с t₃=150°С. Определить расход греющей среды и максимально возможный КПД теплообменника, задаваясь значениями температуры греющей среды на выходе. Построить диаграмму потоков эксергии. Вычислить изменение энтропий.

2.2

Нагреваемая среда поступает последовательно в охладитель конденсата и подогреватель, где она нагревается от 70°С до 95°С или от 70°С до 105°С. Греющей средой является пар в состоянии насыщения с температурой 100°С. Пар поступает в подогреватель, где происходит его конденсация, затем конденсат поступает в охладитель конденсата, где происходит его охлаждение от 100°С до заданной температуры. Расходы и основные параметры указаны на схеме. Определить неизвестные расходы и параметры, эксергетические коэффициенты полезного действия теплообменников, построить диаграмму эксергетических потоков. Вычислить изменение энтропий.