Влажный воздух
Относительная влажность воздуха днем при температуре 30 °С равна 55 %, ночью температура упала до 15 °С. Определить, сколько росы выделится из каждого кубометра воздуха.
Определить плотность сухого воздуха при температуре 20 °С и плотность влажного воздуха, температура которого равна 20 °С, относительная влажность φ = 0,8. Барометрическое давление – 101 325 Па.
При температуре 100 оС насыщенный водяной пар имеет давление 1 атм, удельный объем v=1,674 м3/кг и скрытую теплоту парообразования 2,26 МДж/кг. Найти изменение давления пара, происходящее при изменении температуры на один градус.
Воздух, имеющий температуру T1= 10оС и относительную влажность φ1 = 0,55, воспринимает 30 000 кДж/ч теплоты и 2,0 кг/ч влаги. Определить параметры воздуха, если его температура в результате ассимиляции теплоты повысилась до 20оС. Барометрическое давление Рб = 101 325 Па.
В камеру смешения подается два потока воздуха: поток А (Ta= 20оС, φА = 0,50, Ma= 3 000 кг/ч) и поток В (Tb= 2оС, φВ = 0,8, Mb= 1 000 кг/ч). Определить параметры смеси, если Рб= 101 325 Па.
В запаянном сосуде нагревается вода массой 0,50 кг до 107 °С. Определить давление водяного пара в сосуде при этой температуре и следующих значениях объема сосуда: 1) V= 1,00 м3, 2) V =0,50 м3; 3) V = 5,0 л.
Поток воздуха, температура которого равна 25 °С, относительная влажность φ = 0,6, барометрическое давление Рб = 101 325 Па, омывает стенку, температура поверхности которой равна 10 °С. Определить, будет ли выпадать конденсат на поверхности стенки.
Воздух, температура которого T1= 5 °С и относительная влажность φ = 0,65, нагревается при постоянном влагосодержании до температуры T2 = 20 °С. Определить параметры состояния воздуха после нагревания. Барометрическое давление Рб = 101 325 Па.
Воздух, температура которого T1= 25 °С и относительная влажность φ = 0,25, охлаждается при постоянном влагосодержании до температуры t2 = 20 °С. Определить относительную влажность и энтальпию воздуха после охлаждения. Барометрическое давление Рб = 101 325 Па.
Определить относительную влажность и влагосодержание воздуха, если его температура по сухому термометру равна 18 °С, парциальное давление водяного пара Рп= 750 Па, барометрическое давление Рб = 101 325 Па.
Циклы двигателей
Рассчитать КПД прямоточного реактивного двигателя, идеальный цикл которого состоит из двух изобар (2–3, 4–1) двух адиабат (1–2, 3–4). Температуры характерных точек равны соответственно: Т1 = 263 К, Т2 = 552 К, Т3 = 2 273 К, Т4 = 1 083 К.
Идеальный трехатомный газ совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Определить КПД цикла, если V1 = 1,00 л, V2 = 2,00 л, Р1 = 1,0 атм, Р2 = 2,0 атм. Считая величины V1, V2, Р1, Р2 переменными, принимающими любые положительные значения, найти предельный (наибольший) КПД данного цикла.
Определить основные параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном объеме (рис.5.4) и термический КПД цикла по следующим данным: Р1 = 0,1 МПа, t1 = 27 °С, степень сжатия ε = 4, степень повышения давления λ = 1,5.
В идеальном цикле Отто определить параметры всех характерных точек, количество теплоты, переданной рабочему телу, количество теплоты, затраченной на полезную работу, если t1 = 100 °С, Р1 = 1 атм, ε = 6, λ = 1,6.
Построить график зависимости термического КПД двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при постоянном объеме от величины степени сжатия. Определить на сколько процентов экономичность автомобиля (ε = 9) меньше экономичности автомобиля (ε = 6) только за счет более низкой степени сжатия (в расчетах принять k = 1,4).
Определить, как изменится мощность карбюраторного двигателя, если при прочих равных условиях степень сжатия повысить от ε1 = 8 до ε2 = 12. Показатель политропы принять равным 1,4.
В идеальном цикле Дизеля (рис. 5.5) определить параметры состояния характерных точек и термический КПД цикла, если известно, что t1 = 47 °С, Р1 = 0,9 атм, ε = 12, ρ = 2. Рабочее тело обладает свойствами воздуха.
Максимальные и минимальные температуры рабочего тела газотурбинной установки, работающей с подводом тепла при постоянном давлении, соответственно равны 927 °С и 27 °С, степень повышения давления π = 7, начальное давление 1 ат. Сжатие воздуха производится адиабатно осевым компрессором. Определить работу компрессора, а также работу и термодинамический КПД цикла.
Для цикла газотурбинной установки с подводом тепла при постоянном давлении известны следующие параметры: t1 =77 °С, Р2 = 7 бар, t2 =227 °С, υ4 = 2,0 м3/кг, k = 2,4. Рассчитать параметры состояния характерных точек и термический КПД цикла. Рабочим телом является воздух.
Определить термический КПД и работу, совершаемую одним килограммом воздуха в цикле с подводом теплоты при постоянном объеме, если температура воздуха в процессе изоэнтропийного сжатия возрастает от 300 К до 700 К, а максимальная температура равна 2 500 К. Теплоемкость воздуха при постоянном объеме в процессе считать постоянной и равной 0,718 кДж/(кг·К).