Процесс идеального многоступенчатого поршневого компрессора
Пример 31. В идеальном двухступенчатом компрессоре воздух сжимается до 2 МПа. Найти температуру в конце сжатия и конечное давление в первой ступени (ц.н.д.), если температура наружного воздуха 15С и давление 0,1 МПа. Сжатие происходит по политропе с показателем 1,2.
Решение. Найдем степень сжатия одной ступени:
=
(2/0,1)0,5
= 4,47.
Найдем конечное давление в первой ступени:
p2 = p1 = 0,11064.47 = 0,447 МПа.
Найдем температуру в конце сжатия первой ступени:
T2 = T1 (p2/p1)(n-1)/n = 2884.47(1.2-1)/1.2 = 370 К.
Ответ: 370 К.
Пример 32. Объемная подача идеального трехступенчатого компрессора 0,03 м3/с (при всасывании). Начальные параметры воздуха: 27С и 0,1 МПа. Сжатие происходит по политропе с показателем 1,2 до давления 6,4 МПа. Найти теоретическую мощность компрессора.
Решение. Степень сжатия одной ступени компрессора:
=
(6,4/0,1)1/3
= 4.
Мощность одной ступени компрессора:
N1 = np1Vt1((n-1)/n – 1)/(n-1);
N1 = 1,20,11060,03(80.2/1.2 – 1)/0,2= 4,68 кВт.
Мощность трехступенчатого компрессора:
N = 3N1 = 34,68 = 14,04 кВт.
Ответ: 14,04 кВт.
Термодинамические циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания
Пример 33. Определить термический КПД цикла Отто, если рабочим телом является двухатомный газ и степень сжатия равна 6.
Решение.
Показатель адиабаты двухатомного газа k=7/5=1,4.
Термический
КПД цикла Отто:
=
1-1/(61,4-1)
= 0,5116.
Ответ: 0,5116.
Основы теплоснабжения
Пример 34. Определить суммарный расчетный расход тепла на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение предприятия с контингентом Ж=1000 человек, если объем отапливаемых зданий по наружному обмеру Vп=1,4·106 м3, объем вентилируемых зданий 20% от объема отапливаемых, удельная отопительная характеристика здания q0=0,4 Вт/(м3·К), удельная вентиляционная характеристика qв=0,32 Вт/(м3·К), расход горячей воды одним сотрудником Gв=0,0011 кг/с, температура воздуха внутри помещения tвн=20°С, расчетная наружная температура воздуха tнар = - 26°С.
Решение.
Расчетный расход тепла на отопление:
Qрот = q0 Vп (tвн - tнар)=0,4·1,4·106·(20+24)=24,64·106 Вт.
Расчетный расход тепла на вентиляцию:
Qрвен = qв Vнп (tвн - tнар)=0.32·0.2·1.4·106·(20+24)=3,94·106 Вт.
Средний расход тепла на горячее водоснабжение:
Qсрг.в =Ж·Gв· св·(tсрг.в - tх.в)=1000·0,0011·4186·(60-5)=253,2·103 Вт.
Расчетный расход тепла на горячее водоснабжение:
Qрг.в = 2 Qсрг.в = 2·253,2·103 = 506,4·103 Вт.
Суммарный расчетный расход тепла
Q=Qрот + Qрвен + Qрг.в ,
Q= 24,64·106+3,94·106+0,5064·106=29,0864·106 Вт.
Ответ: 29,0864·106 Вт.
Задачи Основные параметры состояния
В цилиндре при некоторых давлении и температуре содержится воздух объемом 0,6 м3 и массой 0,72 кг. Найти его плотность. Ответ: 1,2 кг/м3 .
Найти массу газа объемом 0,5 м3, если известно, что плотность его равна 1,05 кг/м3. Ответ: 0,525 кг.
Найти объем газа, если масса его 3 кг, а плотность 0,95 кг/м3. Ответ: 3,17 м3.
В цилиндре дизеля при сгорании топлива давление увеличивается до 5 МПа. Найти силу, действующую при этом на крышку цилиндра изнутри, если внутренний диаметр цилиндра равен 375 мм. Ответ: 552 кН.
Выразить давление, равное 100 кПа, в мм ртутного столба и в метрах водяного столба. Ответ: 752 мм рт.ст., 10,2 м вод.ст.
Манометр, установленный на паровом котле, показывает давление 0,4 МПа. Чему равно давление пара в котле, если барометр показывает 94,4 кПа? Ответ: 0,4944 МПа.
Какое давление испытывает водолаз на глубине 30 м ниже уровня моря, если плотность морской воды равна 1080 кг/м3, а давление атмосферного воздуха – 0,1 МПа? Ответ: 4,18 МПа.
Д
Рис. 5. К задаче 8
ля определения уровня жидкого топлива в цистерне в нее помещен воздушный колокол (рис.5). Воздух в этом воздушном колоколе, сжимаясь столбом топлива, передает давление манометру. Какова должна быть высота уровня топлива в цистерне, если плотность топлива 80 кг/м3, а показание манометра равно 13,3 кПа? Ответ: 1691 мм.Давление в конденсаторе паровой турбины 12 кПа. Давление атмосферного воздуха – 98,4 кПа. Чему равно разрежение в конденсаторе? Ответ:86,4 кПа.
Ртутный вакуумметр, присоединенный к конденсатору, показывает 620 мм рт. ст. Показание ртутного барометра – 770 мм рт. ст. Найти давление в конденсаторе. Ответ: 19,95 кПа.