Завдання № 4

Два кілограма повітря з начальним тиском 36 ата та температурою 1800 °С розширюються адіабатно в 8 разів. Необхідно визначити кінцевий тиск та температуру повітря, а також роботу розширення повітря.

Вирішення

По умовам задачі ступінь розширення повітря 8

По рівнянню

де Р₂, Р₁ – кінцевий та початковий тиск;

V₂, V₁ – кінцевий та початковий об’єми;

К – показник адіабати

де С_р – теплоємність при постійному тиску

де С_V – теплоємність при постійному об’ємі

для повітря К = 1,4

8,0 ^1,4 = 18,4

Р₂ = ата

З рівняння = 8^0,4 = 2,3

де Т₂, Т₁ – кінцева та початкова абсолютна температура

Т₂ = К (627 °С)

З рівняння

де L' – зовнішня робота,

R – газова стала для повітря.

R =

Визначаємо = 841627,5 Дж = 841,6 кДж

Робота m = 2 кг повітря

Завдання № 5

Повітря з початковими параметрами Р = 0,9 ата та t = 27 °С стискується по політропі з показником n = 1,3 в 16 разів. Необхідно визначити кінцевий тиск та температуру повітря, а також роботу та теплоту процесу.

Вирішення

По вимогам задачі 16

По рівнянню для політропного процесу,

де Р₂, Р₁ – кінцевий та початковий абсолютний тиск;

V₂, V₁ – кінцевий та початковий абсолютний об’єми;

= 16^1,3 = 36,8

Звідки Р2 = ата

З рівняння

де Т₂, Т₁ – кінцева та початкова абсолютна температура

знаходимо

= 16^0,3 = 2,3

Т₂ = (27 + 273) ^. 2,3 = 690 К ( 417 °С)

Робота процесу на 1 кг повітря:

Робота зі знаком " мінус " так як вона витрачається.

Теплота процесу на 1 кг повітря визначаємо з рівняння

q = Cn (t₂ – t₁ )

де Cn – теплоємність газу

де С_V – теплоємність газу при постійному об’ємі

n – показник політропи n =1,3

k – показник адіабати k = 1,4

Cn =

Теплоємність зі знаком " мінус ", це показує, що в даному процесі при підвищенні температури повітря теплота від нього відводиться:

q =

Приклади вирішення

Практична робота № 3

Завдання № 1

Парціальний тиск водяної пари в атмосферному повітрі під Р бар = 745 мм рт ст. становить Р_n = 1500 Па. Температура повітря + 20 ^оС Визначити відносну й абсолютну вологість повітря.

Вирішення

Парціальний тиск насичення водяної пари за температури + 20 ^оС згідно і-d діаграмою становить Р_н = 17,54 мм рт ст. (2333 Па). Таким чином під парціальним тиском 1500 Па водяна пара перебуває у перегрітому стані.

З рівняння

де Р_n – парціальний тиск

Р_н – тиск насичення

Абсолютну вологість повітря в насиченому стані за температури t = 20^оС визначають з таблиці насиченої водяної пари

r_н = 17,3 г/м³

Абсолютну вологість повітря за φ = 64,29 % визначаємо за залежністю г/м³

Окрім того, абсолютну вологість у стані насичення можна обчислити й аналітично за умови приведення об’єму газу до нормальних умов.

19,4 г/нм³ = 17,3 г/м³

Завдання № 2

Для висушування деревини використовують зовнішнє повітря температурою t₁ = 20 ^оС та φ₁ = 60 %. Спочатку його підігрівають за d = const у калорифері до t₂ = 95 ^оС, а потім – у сушарці, звідки повітря виходить з температурою t₃ = 35 ^оС. Визначити витрати повітря й теплоти на 1 кг випаруваної у сушарці вологи, годині витрати повітря, якщо маса деревини, яку висушують у сушарці за одну годину становить 500 кг/год, початкова вологість деревини В₁ = 50 %, а кінцева – 10 %. Визначити вологовміст повітря на виході із сушарки d₃ і витрати насиченої пари з тиском 3 ата для калорифера.