1.9 Циклы тепловых двигателей

Задача 1.9.1

Определить термический КПД и удельную работу цикла ДВС с подводом тепла при υ = const. Температура газа в начале адиабатического сжатия ε = 6, υ_а = 1 м³/кг. В изохорическом процессе подводится 300 ккал/кг тепла; газ-воздух: С ≠ f (f). То же самое для ε = 20.

Задача 1.9.2

Рисунок к задаче 1.9.2

Два цикла: цикл Карно a-b-c-d и цикл с изохорным подводом теплоты (цикл Отто) осуществляются в одном диапазоне температури. Давление Р₁=1 бар (абсолютное); рабочее тело – 1 кг сухого воздуха.

Определить

а) Во сколько раз термический К.П.Д. цикла Карно больше К.П.Д. цикла Отто (с изобарным подводом теплоты);

б) Степень адиабатического сжатия в цикле Карно ;

в) Давление Р₁ и Р₂ (абсолютные);

г) Среднее давление циклов (удельную работу).

Задача 1.9.3

Определить КПД, работу и среднее давление цикла с подводом теплоты по изохоре, если даны: Р₁ = 1 бар, t₁ = 0 ºC, Р₃ = 53 бар, Р₄ = 3,5 бар, рабочее тело – 1 кг сухого воздуха (все давления абсолютные).

Рисунок к задаче1.9.3

Задача 1.9.4

Чему будет равен термический КПД цикла, приведенного в предыдущей задаче, если процесс адиабатного расширения продолжить до давления Р₅ (точка 5) («цикл с продолженным расширением») и на сколько процентов увеличится работа цикла?

Задача 1.9.5

Определить термический КПД цикла газовой турбины с подводом теплоты по изобаре и температуру Т₃, если даны:

Р₁ = 1 бар; t₁ = 0 ºС; Р₂ = 9 бар; υ₃/υ₂ = 1,5, а рабочее тело – 1 кг сухого воздуха (давления абсолютные).

Рисунок к задаче 1.9.5

Задача 1.9.6

Определить термический КПД газовой турбины, с подводом теплоты по изохоре и температуру Т₃, если даны:

Р₁ = 1 бар; t₁ = 0 ºС; Р₂ = 9 бар; Р₃ = 13 бар (давления абсолютные); рабочее тело – 1 кг сухого воздуха.

Рисунок к задаче 1.9.6

Задача 1.9.7

Рисунок к задаче 1.9.7.

В цикле 1–2–3–4–5–2–6–7–1 комбинированного («турбопоршневого») двигателя отведенная теплота q₂' в процессе 5–2 целиком подводится в процессе 2–6, причем q₂' = q₁'. Определить параметры всех точек, КПД цикла и уменьшение КПД этого цикла по сравнению с циклом 1–2–3–4 5–е–m–1, если рабочим телом является 1 кг сухого воздуха; Р₁ = 0,98 бар (давления абсолютные); t₁ = 20 ºС; π =Р₂/Р₃ = 3; ε = υ₂/υ₃ = υ₅/υ₄ = 10; λ = Р₄/Р₃ = 2. Теплоемкости принять постоянными: С_Р = 1,005 кДж/кг·К; С_υ = 0,71 кДж/кг·К.

1.10 Фазовые переходы. Уравнение Клайперона – Клаузиуса.

где r – теплота парообразования

Или

Или

где q – теплота фазового перехода

Задача 1.10.1

Ввиду неустойчивости состояния системы на пограничной кривой для определения объёма сухого насыщенного газа () используется уравнение Клайперона – Клаузиуса. Определить удельный объём сухого насыщенного пара при Р= 0,491 МПа, если из опыта известно , что теплота парообразованияr = 2120 ,=0,00109, а зависимостьT=f(P) представлена следующими данными:

Р(МПа) 0,443 0,491 0,541

Т (К) 420,1 424 427,6

Задача 1.10.2

Чем обусловлена легкость катания по льду зимой?

Задача 1.10.3

При абсолютном давлении в 1атм температура кипения воды t_кип = 99,09 ºС, а при

t_кип = 104,25 ºС. Определить теплоту парообразования (r) в пределах этих температур.

Задача 1.10.4

Для парообразного бензина С₆Н₆ при 50ºС , а для жидкого. Определить изменение теплоты парообразованияна 1 К