Параметри на състоянието на тялото
Примери за решаване на проблеми
1. Air налягане Hg барометър равни 770 mm при 0 ° С да експресират този налягане в бар и Ра.
1 mm Hg. Чл. = 133,3 Pa, 770 mm Hg. Чл. = 102700 Ра = 1,027 бара.
2. Определяне на абсолютното налягане на парите в котела когато манометъра означава Р = 1,3 бара, а атмосферното налягане на барометъра на живак е 680 mm при Т = 25 ° С
Барометър показания, получени при температура Т = 25 ° С. Това четене трябва да причинява єS 0 от уравнение (5):
Pt = Po (1 - 0,000172 т) = 680 · 0,9957 = 677.1 mm Hg. Чл.
абсолютното налягане на парите в котела с формула (3) е равна на
Manpower = 130000 + 677,1 * 133,3 = 0,22 МРа.
3. налягането в котела P = 0,4 бара при атмосферното налягане от 725 mm Hg. Чл. Какво ще бъде равна на свръхналягането в котела, когато барометър четене увеличи до 785 mm Hg. изкуство .. и един чифт на държавата ще останат същите в котела? Атмосферно налягане се намалява до 0 ° С
Абсолютната налягането в котела
Manpower = 400000 + 725 * 133,3 = 136642 Ра
Излишният налягане в барометър 785 мм Hg. Чл.
Представяме доказателства габарит и температура на живак барометър до 0 ° С (уравнение 5):
Rvak = 420 (1-0,000172 * 20) = 418,5 мм живачен стълб. Чл.
RATM = 768 (1-0,000172 * 18) = 765,6 мм живачен стълб. Чл.
Абсолютното налягане в съда с формула (4)
Manpower = 765,6 - 418,5 = 347.1 mm Hg. Чл. = 46,3 кРа.
5. водни пари прегряване при 45 ° С Което съответства на прегряването на термометъра Фаренхайт?
Когато превода температурната разлика, изразена градуса по Целзий, Фаренхайт и обратно трябва да дойде само от стойността на разделение на двете термометри. Следователно, с формула (8) има следната форма:
Ето защо, в нашия случай
Основни закони на газ
Примери за решаване на проблеми
6. Какво обем отнема 1 кг азот при температура 70 ° С и налягане от 0,2 МРа.
От характеристика уравнението за 1 кг газ (16), имаме
7. Колко пъти обема на определена маса на газ при -20 ° С е по-малко от + 20 ° С, ако налягането е равно и в двата случая?
При постоянно налягане на обема на газ варира в зависимост от уравнение (10):
следователно
8. Определяне на теглото на 5 m 3 от водород, 5 м 3 на кислород и 5 m 3 на въглероден диоксид при налягане 6 бара и температура 100 ° С
Характерните уравнението за произволен брой газ
Значение на газ постоянно приемане на маса. (Приложение А). получавам
RN2. = 4124 J / (кг · ° С); Ro2 = 259,8 J / (кг · ° С);
Rco2 = 188,9 J / (кг · ° С).
9. Контейнер с кислород капацитет от 20 литра при налягане от 10 МРа при 15 ° С След прекарване на някои от налягането на кислород спадна до 7.6 МРа и температурата спада до 10 ° С
За определяне на масата на кислород консумират.
От характеристика уравнение (15) имаме
Следователно, първоначалното и крайното тегло на кислород съответно
По този начин консумацията на кислород:
10. Съдът на 10 m 3 капацитет напълнена с 25 кг въглероден двуокис. Определяне на абсолютното налягане в съда, ако температурата при 27 ° С в него.
От характеристика уравнение (15) имаме
11. Определяне на подемната сила на балон напълнен с водород, ако е равен на обема на 1 m 3 при налягане 750 mm Hg. Чл. и температура 15 ° С
На балона приземния асансьор пълни с водород, е равна на разликата на тежестта (тегло) на въздух и водород в обем балон:
където G = 9,81 м / сек 2 - ускоряване на тежестта на нивото на земята.
Плътността на въздуха и водородът може да бъде определена от състояние уравнение (15):
Стойностите на константата на газ могат лесно да бъдат изчислени или взети от Таблица. (Допълнение А): Rvozd = 287 J / (кг · ° С); RN2 = 4124 J / (кг · градуса). Тъй като налягането се от водород и въздух е равна на 750 mm Hg. Чл .. след това
Ето защо, на лифта на топката
12. Това, което е плътността на въглероден монооксид при 20 ° С и 710 mm Hg. ва .. Ако при 0 ° С и 760 mm Hg. Чл. е равно на 1251 кг / м 3?
Според уравнение (22)
Primeryresheniyazadach1z-NT / г
24.V бойлер електроцентрала в продължение на 20 часа работа изгорени 62 тона въглища като калоричност 28900 килоджаул / кг. Определя се средното електроцентрала когато преобразува в електрическа енергия 18% от топлината, получена при изгарянето на въглища.
Количеството топлина преобразува в електрическа енергия за 20 часа работа,
Q = 62 ∙ ∙ 1000 28900 0,18 ∙ = 3,2 ∙ 10 септември кДж.
Еквивалентно на електрическа енергия или на работа
Следователно средната електрическа централа
N = 89590/20 = 4479 киловата
25. Заводът за силата на парата е с капацитет от 4200 кВт ефективност, равна на 0,2. Определете час консумация, ако нейната калоричност е 25,000 килоджаул / кг.
С формула (67) се получи експресия на разхода на гориво
Всичко сума на разхода на гориво
0,72 ∙ 4200 = 3024 кг / час.
26. Виж промяната на вътрешната енергия на 1 кг въздух при промяна на температурата от 300 ° С до 50 ° С топлинния капацитет на температурната зависимост на линейния излитане.
Промяната във вътрешната енергия може да се определи въз основа на формула (53). Изчислява се средната топлина капацитета на въздух в температурен диапазон на (Таблица приложение Б.1.):
ПРИМЕРИ 2Н-п разтвори задачи т \ г
46. един килограм на кислород при температура от 127 ° С се разширява до пет пъти обема; докато температурата падне до 27єS. Определяне промяната на ентропията. Топлинен капацитет приема за константа.
Според уравнение (100)
47. един килограм на въздух за адиабатно сгъстен така, че да намалява по обем 6 пъти и след това при V = конст налягане увеличава 1.5 пъти. Определяне на общото изменение на ентропията на въздуха. Топлинен капацитет приема за константа.
Промяната в ентропия процес въздух адиабатно е нула. Промяната в ентропията в изохорен процес се определя от формула (103):
48. 10 m 3 на въздух, разположен в първоначалното състояние при нормални условия, се пресова до крайна температура от 400 ° С Компресиране се извършва: 1) изохорен, 2) изобарно, 3) адиабатно и 4) с политропно политропно индекс п = 2,2. Ако приемем, ентропията стойност при нормални условия на нула и предполагайки константна специфична топлина на въздуха, за да се определи ентропията на въздуха в края на всеки процес.
Един набор от 10 m 3 на въздух при нормални условия:
Ние определяме промяната на ентропията във всеки един от следните процеси:
1) изохорен компресия
2) пресоване изобарно
3) адиабатно компресия
4) политропно компресия
49. Процесът от политропно разширяване на въздуха температурата се понижава от 25 ° С до - 37 ° С Основно въздушно налягане 4 бара, неговото количество 2 кг. Определяне промяната на ентропията в процеса, ако е известно, че количеството на подавания въздух в разгара на 89,2 кДж.
Количеството топлина, действаща на газ в политропно процес, основан на уравнение (85) е
Заместването на известните количества, ние получаваме
Следователно индекса политропно п = 1,2.
От политропен на връзка параметри на процеса определят крайното налягане:
Промяната в ентропията на уравнението (101)
50. съд с обем 300 литра приложените въздух при налягане от 50 бара и температура 20 ° С параметрите на околната среда: P0 = 1 бар, t0 = 20 ° С Определя се максимално полезна работа, която може да произвежда сгъстен въздух, съдържащ се в съда.
Тъй като температурата на въздуха в първоначалното състояние е равна на околната температура, максималната работа, която може да изпълнява въздух, може да се получи само ако изотермично разширяване на първоначално Р1 въздушно налягане = 50 бара до средно налягане Р2 = 1 бар. Максималната полезна работа се определя въз основа на формула (109):
Ние определяне на масата на въздух намира в съда и обема на въздуха след изотермично разширяване:
Тъй като промяната в ентропията в изотермични процес се определя от формула (106)
51. Определя се максималната полезна работа, която може да се извърши 1 кг кислород ако първоначалното му състояние се характеризира с параметри t1 = 400 ° C и Р1 = 1 бар и състоянието на средата - параметрите t0 = 20єS, P0 = 1 бар.
Максимална работа, за да произвеждат кислород, при тези условия, може да се получи само ако му преход от първоначалното състояние на държавата на средата чрез обратимо. Тъй като кислород в първоначалното състояние температура над температурата на околната среда, е необходимо първо да се намали температурата на кислород обратим процес до стайна температура. Такъв метод може да бъде само адиабатно разширяване на кислорода. В този краен обем и крайното налягане се определя от следните отношения:
След необходимо обратим адиабатно разширяване най т = конст компресиране на кислород от 0,0542 бара до средно налягане налягане на околната среда, т.е.. Е. Извършване изотермични кислород компресия до 1 бар. По този начин крайният обем на кислород
Максималната полезна работа се определя от формула (110):
Проблемът може да бъде решен чрез потвърждаване графично площ на PV-схема.
Krugovyeprotsessy
Примери за решаване на проблеми
52. 1 кг въздух прави цикъл на Карно (виж фигура 2 ..) В температура t1 = 627 ° С и t2 = 27 ° С, най-високото налягане е 60 бара и най-ниската - 1 бар.
Определяне на параметрите на въздуха в щата характеристика операция точки цикъл, топлинната ефективност на цикъла и количеството топлина, разочарова и прибран.
Точка 1: Р1 = 60 бара; Т1 = 900 К. специфичен обем на газ се определя от уравнението характеристика (16)
Точка 2: Т2 = 900 К. Налягането е намерена от адиабатно уравнение (Процес 2-3)
Специфичен обем е намерена от уравнението на изотерма (Процес 1-2)
Точка 4: Т4 = 300 К. налягането на въздуха е намерена от уравнението на адиабатно (метод 4 - 1), специфичен обем - от уравнението на изотерма (Метод 3 - 4):
Топлинната ефективност на цикъла
Обобщавайки количеството топлина
Предоставената сума от топлина
За да се изследва възможната употреба с формула (111):
53. За перфектно цикъл бутален двигател с вътрешно горене с доставка на топлина в V = конст определи параметри характерни точки получава работа, температурната ефективност, количеството топлина да надолу и прибран, когато: Р1 = 1 бар; t1 = 20 ° С = 3,6; = 3.33; к = 1,4. Работната течност - въздуха. Топлинен капацитет да поеме постоянно.
Изчислението се извършва за I кг въздух.
Точка 1: P 1 = 1 бар; т = 1 20 ° С Специфичен обем се определя от състоянието уравнение (15):
Точка 2. Специфичен обем се основава на степента на компресия
Температурата в края на адиабатно сгъстяване е решен от връзката
Налягането в края на адиабатно сгъстяване е решен от характерната уравнение (15)
Точка 3. специфичен обем V = 3 V 2 = 0.233 m 3 / кг. От отношението на изохорен параметрите на процеса (линия 2-3), получаваме
Точка 4. специфичен обем V = 4: 1, = 0.84 m 3 / кг. Температурата в края на адиабатно разширение - уравнение (78)
Налягането в края на съотношението на адиабатно разширение определя от параметри в изохорен процес (линия 4-1):
Определя се количеството разочаровам и прибран топлина
Топлинната ефективност на цикъла, определен от формула (111)
или с формула (115)
54. В идеалния случай, един етап компресор маса производителността G = 180 кг / ч със сгъстен въздух при налягане Р2 = 4,9 бара. Теоретично определяне на необходимата мощност на двигателя на компресора, предоставена на топлината на компресора цилиндър изолация и охлаждане на вода поток, ако е налице политропно компресия (п = 1,3) и охлаждащата вода се загрява до 25 ° С Основно въздушно налягане Р1 = 0,98 бара и температура Т1 = 0S.
Работата изразходват в пресоване на газ на 1 кг в един етап компресор с режим polythermal определя от формула (125)
Енергия, консумирана за компресия газ в компресора се определя от формула (129)
Специфичното количество топлина абстрахира определя по формулата (85)
Температурата в края на политропно компресия е решен от връзката (83)
Определяне на общото количество топлина абстрахира
Охлаждаща вода поток се
55. Определяне на водния поток за охлаждане на въздуха в кожуха на два етапа компресор капацитет 10 m3 / мин. в междинните и крайните хладилници, хладилни ако въздухът се охлажда до първоначалната температура и вода се загрява при 15S. Въздухът нагоре на компресора има Р1 налягане = 0,98 бара и t1 = 10S температура, въздух компресия среща в политропно на компресора (п = 1.3), за да Р2 = 8,8 бар край налягане.
Количеството топлина се отстранява под ризата на компресора
1 кг въздух,
G кг въздух
Количеството топлина оттеглена в междинно съединение и охладител: 1 кг въздух
G кг въздух
Теглото на компресора се определя от уравнението характеристика (15)
Междинно съединение налягане - на (132) и (133)
край Компресиране температура - уравнение (83)
Количеството топлина се отстранява във .kompressora на кожуха,
Количеството топлина оттеглена в междинните и крайните хладилници
Охлаждаща вода потока
.
Валидност на газове и пари. задушаване
Свързани статии