Термодинамика

Задача. В первую ступень двухступенчатого компрессора засасывается V м³/с воздуха при температуре всасывания t₁ и давлении P₁. Давление сжатого воздуха в ступенях соответствует значениям P₂ и P₃. Найти температуру и удельный объем воздуха в конце сжатия в каждой ступени компрессора, а также мощность, затрачиваемую на получение сжатого воздуха при сжатии по трем процессам: по изотерме, по адиабате (с показателем адиабаты k = 1,4) и по политропе (с показателем политропы  n = 1,2). Определить степень повышения давления в каждой ступени. Изобразить процесс сжатия воздуха в компрессоре в P-v и T-s диаграммах. Данные для решения задачи выбрать из таблицы.

Задача. Сухой воздух массой 1 кг совершает прямой термодинамический цикл, состоящий из четырех последовательных термодинамических процессов. Данные, необходимые для расчета в зависимости от варианта, приведены в таблице заданий.

Требуется:

1. Рассчитать давление p, удельный объем v, температуру Т воздуха для основных точек цикла.
2. Для каждого из процессов определить значения показателей политропы n, теплоемкости с, вычислить изменение внутренней энергии Δu, энтальпии Δi, энтропии Δs, теплоту процесса q, работу процесса l, располагаемую работу l₀.
3. Определить суммарные количества теплоты, подведенной q₁ и отведенной q₂, работу цикла l_ц, располагаемую работу цикла l_0ц, термический КПД цикла η_t.
4. Построить цикл в координатах p-v, T-s, нанеся на диаграммы основные точки цикла и составляющие цикл процессы.

Задача. Определить коэффициент теплоотдачи α и количество переданной теплоты Q при течении жидкости в трубе диаметром d и длиной l со скоростью w, при средней по длине температуре жидкости t_ж и средней по длине температуре стенки t_ст. Исходные данные выбрать из таблицы.

Задача. Наружная поверхность горизонтальной стальной трубы, имеющая диаметр d, длину l и температуру t_ст, омывается газом (жидкостью) с температурой t_ж. Определить коэффициент теплоотдачи α и количество тепла Q, передаваемое от тубы к газу (жидкости). Исходные данные выбрать из таблицы.

Задача. Определить средний коэффициент теплоотдачи от неподвижного сухого насыщенного пара к горизонтальной трубе и количество конденсата G на поверхности трубы диаметром d и длиной l, если давление пара p, а температура поверхности трубы t_c. Исходные данные выбрать из таблицы.  

Задача. Между двумя поверхностями площадью F установлен экран. Коэффициенты излучения поверхностей C₁ = C₂ = C₃, а температуры поверхностей составляют t₁ и t₂. Определить тепловой поток до и после установки экрана, а также температуру экрана Т_э, и лучистый поток после установки n экранов. Исходные данные выбрать из таблицы.

Задача. В металлическом баллоне объемом V находится газ при давлении по манометру P_m.  Атмосферное давление окружающего воздуха по барометру равно P_s, при температуре t. Определить насколько изменится показание манометра, если окружающая атмосфера приобретет нормальные физические условия. Данные для решения выбрать из табл.

Задача. Азот массой m при температуре t₁ и абсолютном давлении p₁ расширяется по изотерме. Объем газа увеличивается при этом в n раз. Определить удельный объем и абсолютное давление газа после расширения, а также работу расширения и количество подведенной теплоты. Исходные данные выбрать из таблицы.

Задача Смесь идеального газа массой m, заданная объемными долями и занимающая объем V₁, нагревается при постоянном давлении от температуры t₁ до температуры t₂, а затем охлаждается при постоянном объеме до исходной температуры t₁. Определить конечное давление и объем смеси, работу расширения, подведенную теплоту и изменение энтропии m кг смеси. Указать, какое манометрическое давление будет иметь газовая смесь в конце изобарного нагрева и изохорного охлаждения, если приведенное к нулю ⁰C барометрическое давление равно p₀. Расчет проиллюстрировать изображением процессов в p-v и T-s координатах. Задачу решать с учетом нелинейной зависимости теплоемкости газа от температуры.  Данные для решения задачи выбрать из таблицы.

Задача. В первую ступень двухступенчатого компрессора засасывается V м³/с воздуха при температуре всасывания t₁ и давлении P₁. Давление сжатого воздуха в ступенях соответствует значениям P₂ и P₃. Найти температуру и удельный объем воздуха в конце сжатия в каждой ступени компрессора, а также мощность, затрачиваемую на получение сжатого воздуха при сжатии по трем процессам: по изотерме, по адиабате (с показателем адиабаты k = 1,4) и по политропе (с показателем политропы  n = 1,2). Определить степень повышения давления в каждой ступени. Изобразить процесс сжатия воздуха в компрессоре в P-v и T-s диаграммах. Данные для решения задачи выбрать из таблицы.