Задача №2 расчет термодинамических процессов идеального газа




Скачать 76.22 Kb.
НазваниеЗадача №2 расчет термодинамических процессов идеального газа
Дата конвертации05.03.2013
Размер76.22 Kb.
ТипЗадача

Теплотехника


Задача №2 (расчет термодинамических процессов идеального газа)

Для газа задана комбинация процессов в Pʋ-диаграмме.

Определить:

  1. Теплоёмкость каждого процесса.

  2. Параметры газа (P,ʋ,T) в характерных точках (1,2,3) процессов.

  3. Суммарную работу процессов.

  4. Суммарное изменение функции состояния внутренней энергии u и энтропии S.

  5. Суммарное тепло процессов.

Представить процессы в TS-диаграмме (без масштаба).

Дано: 3 1

Ход процесса в диаграммеPʋ n=1,3

Р1 -20 бар

Р2 -2,0 бар 2

Р3 – 20 бар

Т1 , К -700

Газ - He

Задача №2 (термодинамический расчёт идеального цикла двухступенчатого компрессора)

Двухступенчатый компрессор сжимает воздух от давления Р1=1 бар до конечного давления РK. Процесс сжатия осуществляется по политропе с показателем n. Температура воздуха на входе в первую ступень компрессора 200С. Производительность компрессора V3 воздуха. Сжатый в первой ступени воздух попадает в теплообменный аппарат, в котором охлаждается при постоянном давлении до температуры 200С. Для охлаждения используется вода, которая нагревается на t.

Необходимо рассчитать:

  1. Параметры состояния воздуха на входе и выходе каждой ступени.

  2. Теплоту, выделенную в процессе сжатия воздуха.

  3. Изменение внутри энергии, энтальпии и энтропии воздуха в процессе сжатия.

  4. Теоретическую мощность двигателя на привод компрессора.

  5. Расход охлаждающей воды в теплообменном аппарате.

Изобразить процесс двухступенчатого сжатия в Рʋ- и ТS- координатах.

Дано:

n – 1,15

PK – 30 бар

V – 600 м3

∆t – 100С

Задача №6: Паросиловая установка работает по циклу Ренкина. Пар с давлением Р1(бар) и температурой t1(0C) поступает в паровую турбину мощностью N,(МВт). Давление в конденсаторе РК,(бар).

Определить:

  1. Параметры пара (P,t,h,S,x,ʋ,u) во всех точках цикла Ренкина.

  2. Удельный d и полный D расход пара турбиной.

  3. Подведённое Q1 и отведённое тепло Q2 в цикле.

  4. Полную полезную работу пара в цикле L0 полезную работу 1кг пара l0.

  5. Расход охлаждающей воды МВ через конденсатор паровой турбины при нагреве её на t,0С.

  6. КПД цикла Ренкина ƞtR и Карно ƞtK при данных температурах цикла.

Построить цикл в координатах Pʋ, TS, hS.

Построить одну из зависимостей : ƞt=1), ƞt=(t1), ƞt=(PK)параметры Р1, t1, РК взять произвольно.

Дано:

Р1 – 40 бар

t1 - 4200С

N – 30 МВт

РК – 0,02 бар

t – 25 0С

Зависимость ƞt КПД от Р1

Задача №7: (расчёт процессов сушки во влажном воздухе)

Влажный воздух в количестве G1 с температурой t1 и степенью сухости ϕ1 и поступает в сушилку, после сушилки его относительная влажность будет ϕ3.

Определить:

  1. Параметры в характерных точках.

  2. Количество испарившейся в сушилке влаги.

  3. Расход теплоты и воздуха, необходимый для испарения 1кг влаги.

Процессы рассчитать с использованием hd-диаграммы влажного воздуха.

Результаты расчётов параметров воздуха свести в таблицу.

Дано:

G1 – 2,7 кг/с

t1 – 26 0С

ϕ1 – 80%

t2 – 700C

ϕ3 – 50%

Задача №8: ( расчет процесса теплопроводности через плоскую многослойную стенку)

Стенка топочной камеры парового котла выполнена из пеношамота толщиной δ1, изоляционной прослойки из шлака δ2 и слоя красного кирпича δ3. Температура на внутренней поверхности камеры t1 , а на наружной – t2. Коэффициенты теплопроводности: пеношамота λ1=1,25 Вт/(мК), изоляционного слоя λ2, красного кирпича λ3=0,7 Вт/(м∙К).

Определить:

  1. Тепловые потери через 1м трехслойной стенки топочной камеры (q) и температуры в плоскости соприкосновения слоёв.

  2. Изменение плоскости теплового потока, если:

а) внутренняя поверхность стенки топочной камеры покрылась слоем сажи толщиной 1,5мм λС=0,09 Вт/(м∙К). Определить температуры на стыке слоёв.

б) изоляционную прослойку заменить красным кирпичом. Определить температуру на стыке пеношамота и красного кирпича, а также минимальную толщину стенки пеношамата, если известно, что красный кирпич разрушается при температуре 8500С.

Дано:

δ1 – 240 мм

δ2 – 140 мм

δ3 – 300 мм

t1 -11000С

t2 – 400C

λ2 – 0,11 Вт/(м∙К)


Задача №10: (расчёт теплоотдачи при свободном движении жидкости)

Определить:

тепловой поток от неизолированного трубопровода наружным диаметром d и длинной L к окружающему воздуху. Температура стенки tС , температура воздуха tЖ.

Дано:

tC – 1800С

tЖ – 160С

d – 100мм

L – 4м

Расположение трубопровода вертикальное.

Задача №12: (расчёт водо-водянного теплообменного аппарата)

В водо-водянном теплообменнике подогревается вода для отопления жилого дома. Первичная (горячая) вода протекает внутри латунных трубок. Число трубок n, внутренний диаметр - d1 внешний – d2, коэффициент теплопроводности латуни λ=90Вт/(мК). Температура первичной воды на входе- t1, на выходе –t1. Вторичная вода, используемая для отопления, протекает между труб и нагревается от 70 до 950С. Внутренний диаметр кожуха, теплообменника D=200мм. Поток тепла через поверхность теплообмена Q, МВт.

Определить:

Величину площади поверхности нагрева теплообменного аппарата , необходимую для передачи заданного количества тепла при наличии слоя накипи (δ=0,3мм, λН=2Вт/(м∙К)) на латунных трубах , а также при отсутствии накипи.

Дано:

n – 54шт

d1 – 18мм

d2 – 20мм

t1 – 1300C

t2 – 1000C

Q -1,0 МВт

Задача №14: (расчёт КПД котельного агрегата)

Определить:

  1. Состав рабочей массы топлива и его низшую теплоту сгорания, способ сжигания топлива, тип топки, значение коэффициента избытка воздуха в топке αТ и на выходе из котлоагрегата αУХ по величине присоса воздуха по газовому тракту (∆α); найти теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1кг (1м3) топлива и объёмы продуктов сгорания при αУХ , а также энтальпию уходящих газов при заданной температуре уходящих газов tУХ и αУХ.

  2. Потерю теплоты с уходящими газами q2, составить тепловой баланс котельного агрегата и определить его КПД (брутто). Рассчитать часовой расход натурального и условного топлива, испарительность натурального топлива, объём топочного пространства (непрерывной продувкой пренебречь). Давление и температура перегретого пара в котле РПП и tПП , температура питательной воды tПВ.

Дано:

Топливо – Газ из газопровода «Ставрополь-Москва»

D - 2,5 т/ч

TУХ – 2200С

РПП – 1,4 МПа

∆α – 0,38

tПП – 2300С

tПВ – 1000С

Задача №15: (расчёт производительности производственно-отопительной котельной)

Определить:

Производительность производственно-отопительной котельной предприятия, выбрать количество и тип котлоагрегатов. Рассчитать часовой расход топлива, выбрать топочное устройство, определить его размеры, подобрать стандартную колосниковую решётку, газовую горелку или мазутную форсунку.

Задано:

  1. Потребление тепла на технологические нужды

  • Расход горячей воды на технические нужды – GГТЕХ, кг/с.

  • Температура горячей воды – tГ, 0С.

  • Теплоноситель – сухой насыщенный пар давлением Р, МПа.

  • Возврат конденсата – α, в % от расхода пара на технические нужды.

  • Температура конденсата, возвращаемого в котельную, tК, 0С.

  1. Потребление пара на отопление и вентиляцию производственных и жилых зданий объёмом VПР и VЖ , м3.

  • Местоположение и назначение зданий.

  • Греющий теплоноситель, поступающий в подогреватели системы отопления, в калориферы вентиляционной системы – насыщенный пар давлением РОТ , МПа.

  • Температуры сетевой воды - tС=600С; tC=1200C.

  • Температура конденсата после подогревателей сетевой воды - tК=750С.

  1. Горячее водоснабжение

  • Расход горячей воды на производственные здания – GГПР, МПа.

  • Температура горячей воды – tГ, 0С.

  • Начальная температура воды – tХ, 0С.

  • Греющий теплоноситель – насыщенный пар давлением РОТ, МПа.

  • Количество жителей в посёлке – m человек, из них работают на предприятии – (m-500) человек.

  1. Котельная.

  • Вид топлива и его состав.

  • КПД котла брутто – ƞКУ.

  • Температура питательной воды, поступающей в котел, tПВ=1000С.

  • Расход пара на потери и собственные нужды котельной – dСН, % от расхода пара, отпускаемого внешним потребителям.

  • Потери теплоты в окружающую среду каждым теплообменником равны 2% от передаваемой теплоты.

Дано:

Пар: Р=2,0 МПа ; α=0,5 ; tК=600С

Гор. Вода: GГТЕХ=1,8 кг/с ; tГ=650C

Число жителей = 2,6∙10-3чел.

Число работающих = 2,1∙10-3чел.

Вид топлива: Газ (Газли).

КПД котельной: ƞКУ=0,82

Собственные нужды: dСН=0,07


РОТ, МПа

Город

Цех

Норма расхода тепла на продукцию,H

VПР∙10-33

VЖ∙10-33

Годовой объём производства Пi



0,3



Москва

ДСП


Лесопильный


Сушильный

870

Гкал/тыс.м3


3200

Гкал/тыс.м3


350

Гкал/тыс.м3


2,5


4,5


1,0



15

100

тыс.м3


2

Млн.м3


50

Тыс.м3
Задача №16: (расчёт отопления здания)

Определить:

Удельные теплопотери q0 и расчётные теплопотери QПОЛН через наружные ограждения здания цеха длиной L, шириной В и высотой Н. Расчётная температура воздуха внутри здания tВ=160С, а расчётная температура наружного воздуха tН. Коэффициенты теплопередачи наружных стен, окон, потолка и пола:КСТ=1,2 Вт/(м2∙К); КОК=3,23 Вт/(м2∙К); КПТ=0,77 Вт/(м2∙К); КПЛ=Вт/(м2∙К). Коэффициент остекления (доля площади окон в общей площади вертикальных наружных ограждений) ϕ=0,2.

Для данного здания определить необходимое число секций нагревательных приборов системы водяного отопления – чугунных радиаторов М-140-АО, устанавливаемых в два яруса. Удельный тепловой поток с 1 эквивалентного м2 , зависящий от расхода воды , qЭ Вт/экм. Расчетные температуры воды tВ =950С и tХ=700С. Число секций в 1 приборе принять в пределах h=5…10. Расчётная теплоотдача верхнего яруса QВ=0,35QПОЛН.

Дано:

tН= -19 0С

L= 90 м

В= 26 м

Н= 36 м

QЭ= 450 Вт/экм

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Задача №2 расчет термодинамических процессов идеального газа iconМолекулярная физика, 1курс, второй семестр
Равновесное состояние и хаос. Параметры системы на примере идеального газа Давление идеального газа – основное уравнение кинетической...

Задача №2 расчет термодинамических процессов идеального газа iconНекоторые аспекты исследования процессов сжатия газа и создания новых конструкций винтовых компрессорных машин
Целью настоящей работы является обеспечение более экономичных процессов сжатия газа в объемных компрессорах путем предложения более...

Задача №2 расчет термодинамических процессов идеального газа iconМой вариант – Выделен жирным шрифтом. Задача 1
Задача Считая теплоемкость идеального газа зависящей от температуры, определим: параметры газа в начальном и конечном состояниях,...

Задача №2 расчет термодинамических процессов идеального газа iconМолекулярная физика
Параметры системы на примере идеального газа. Давление идеального газа – основное уравнение кинетической теории газов

Задача №2 расчет термодинамических процессов идеального газа iconЛабораторная работа №2-1 Изучение свойств идеального газа на примере воздуха
В том случае, когда состояние газа далеко от области фазовых превращений, его с достаточной степенью точности можно считать идеальным....

Задача №2 расчет термодинамических процессов идеального газа iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по научной специальности 01. 04. 01 «Приборы и методы экспериментальной физики»
Давление идеального газа на стенку сосуда. Основное уравнение кинетической теории газов. Уравнение состояния идеального газа

Задача №2 расчет термодинамических процессов идеального газа iconУчебной работе Ю. А. Самарский 8 декабря2011 г. Программа по курсу: Общая физика: молекулярная физика и термодинамика по направлению: 010900 «Прикладные математика и физика» факультеты: для всех факультетов
Уравнения состояния (термическое и калорическое). Идеальный и неидеальный газы. Давление идеального газа как функция кинетической...

Задача №2 расчет термодинамических процессов идеального газа iconПлан: Закон идеального газа Первое начало термодинамики. Адиабатический процесс
Основными параметрами газа являются температура, давление и объём. Объем газа существенно зависит от давления и температуры газа....

Задача №2 расчет термодинамических процессов идеального газа icon1. Термодинамическая система. Внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия идеального газа
Шого количества частиц, способная обмениваться с окружающей средой энергией и веществом. Внутренняя энергия складывается в основном...

Задача №2 расчет термодинамических процессов идеального газа iconУрок по физике + информатике в 11 классе по теме
Кпд тепловых двигателей; расчёт кпд опытной установки теплового двигателя; понимание физических основ протекания термодинамических...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница