- •Вінниця, внту 2005
- •Рецензенти:
- •Є.С. Корженко, кандидат технічних наук, доцент
- •Передмова
- •1 Властивості ідеальних газів і газових сумішей
- •Приклади розв’язання задач
- •Зміна внутрішньої енергії газу в процесі, кДж
- •Задачі для самостійної роботи
- •2 Термодинамічні процеси ідеальних газів
- •2.1 Приклади розв’язання задач
- •Допустимий абсолютний тиск в балоні, бар, кПа
- •2.2 Задачі для самостійної роботи
- •3 Термодинамічні процеси з водяною парою
- •3.1 Приклади розв’язання задач
- •Розв’язування
- •Зміна ексергії, кДж/кг
- •Підведена теплота в процесі, кДж/кг
- •Кінцева ентропія в процесі, кДж/(кгк)
- •Теоретична робота пари в турбіні, кДж/кг
- •Через несправність парогенератора пара з такими параметрами постачатись не може. Але на тес є два джерела пари з параметрами:
- •Розв’язування
- •Показник адіабати в процесі с-5
- •3.2 Задачі для самостійної роботи
- •4 Термодинамічні процеси з вологим повітрям
- •4.1 Приклади розв’язання задач
- •4.2 Задачі для самостійної роботи
- •5 Термодинамічні процеси витікання газів і пари
- •5.1 Приклади розв’язання задач
- •Розв’язування
- •Теоретична потужність турбіни, мВт
- •Температура газів на виході з сопла, к
- •5.2 Задачі для самостійної підготовки
- •6 Стиск газів в компресорах
- •6.1 Приклади розв’язання задач
- •Розв’язування
- •Розв’язування Тиск повітря, що всмоктується компресором, бар
- •Розв’язування
- •6.2 Задачі для самостійної роботи
- •7 Цикли газотурбінних установок
- •7.1 Приклади розв’язання задач
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •7.2 Завдання для самостійної роботи
- •8 Цикли паротурбінних установок
- •8.1 Приклади розв’язання задач
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •Початковий тиск пари перед турбіною, кПа
- •Частка відбору пари з турбіни на рп
- •Ентальпія конденсату і конденсату відбірної пари, кДж/кг
- •Запишемо рівняння електричної потужності пту
- •З останнього рівняння визначаємо
- •Витрата пари на турбіну, кг/с
- •Термічний ккд теплофікаційного циклу
- •8.2 Завдання для самостійної роботи
- •9 Цикли двигунів внутрішнього згорання
- •9.1 Приклади розв’язання задач
- •Розв’язування
- •Розв’язування
- •9.2 Завдання для самостійної роботи
- •10 Цикли холодильних машин і теплонасосних установок
- •10.1 Приклади розв’язання задач
- •Питома ексергія підведеної теплоти, кДж/кг
- •Питома теплота, що відводиться з конденсатора
- •10.2 Задачі для самостійної роботи
- •Література
- •Додаток а Основні фізичні властивості деяких газів
- •Додаток б
- •Додаток в Інтерполяційні формули для обчислення масових і об’ємних теплоємностей деяких газів в межах 0 – 1250оС
- •Додаток г Значення теплоємності Ср води і водяної пари на нижній та верхній граничних кривих, кДж/(кг×к)
- •Додаток д
- •Навчальне видання
- •Навчальний посібник
- •21021, М. Вінниця, Хмельницьке шосе, 95, внту
Передмова
Перебудова навчального процесу у вищій школі і, зокрема, скорочення аудиторних годин, віддає пріоритетну роль самостійній підготовці студентів, яка стає одним із головних засобів професійної підготовки. Це потребує відповідного методичного забезпечення, яке б орієнтувало студентів як на придбання необхідних фундаментальних знань, так і практичних навиків розв'язування інженерних задач.
Основна мета запропонованого навчального посібника – допомогти студентам в процесі самостійної роботи оволодіти методикою розрахунків окремих термодинамічних процесів і циклів теплосилових установок, а також більш складних комбінованих об'єктів.
Посібник містить різноманітні за тематикою і мірою складності задачі, які охоплюють всі основні розділи дисципліни. "Технічна термодинаміка". Теми багатьох задач запозичені зі спеціальних дисциплін, які вивчаються на подальших курсах, з метою їх наближення до майбутнього фаху. Автори, наскільки це можливо, намагались відійти від розв'язування простих типових задач, які часто-густо пропонуються в попередніх виданнях, і включити сучасні термодинамічні методи термодинамічного аналізу. Посібник оснащений необхідним довідковим матеріалом, який наведений в додатках.
Під час самостійної роботи студентам необхідно розв'язати певний набір задач із кожного розділу. Для успішного виконання завдання на самостійну роботу перш за все треба вивчити (повторити) теоретичний матеріал за рекомендованою літературою. Після цього ознайомитись з прикладами розв'язування задач, наведеними в даному посібнику та в [1] і лише тоді розпочинати розв'язування задачі. Необхідну допомогу і роз'яснення студент отримує від викладача на консультаціях, а в призначений термін звітує про виконання самостійної роботи.
1 Властивості ідеальних газів і газових сумішей
-
Приклади розв’язання задач
Задача 1.1.1. Манометричний тиск в балоні з киснем 9 МПа. Після витрати частини кисню цей тиск зменшився до 6.8 МПа. Визначити масу витраченого кисню, зміну внутрішньої енергії та роботу зміни тиску, якщо об’єм балона 20 л, барометричний тиск 740 мм.рт.ст., а температура в балоні зменшилась від 20 до 10˚С.
Розв’язування
Значення атмосферного тиску, бар
Pатм = Pбар/750 = 740/750 = 0,986
або Pатм = 0,0986 МПа.
Абсолютні тиски кисню в балоні, МПа :
до витрати газу
P1а= P1м + Pатм = 9+0,986 = 9,986;
після витрати газу
P2а = P2м + Pатм = 6,8+0,986 = 7,786.
Газова стала кисню, кДж/(кг∙к)
R = 8,314/μ=8,314/32 = 0,2598.
Маси газу в балоні з рівняння стану, кг:
до витрати газу
М1= P1а∙V/(RT1) = 9,986∙103∙20∙10-3/(0,2598∙293) = 2,623;
після витрати газу
М2= P2а∙V/(RT2)=7,786∙103∙20∙10-3/(0,2598∙293)=2,118.
Маса витраченого кисню, кг
ΔM= М1–М2=2,623-2,118=0,505.
Робота зміни тиску(робота, яка витрачена на випуск газу з балона), кДж
Lp=ΔM∙∫–V∙dP = ΔM∙V∫dP =
= ΔM∙V(P1–P2) = 0,505∙20∙10-3(9,986–7,786) 103 = 202,22.
Ізохорні масові теплоємності кисню для початкової та кінцевої температури визначаємо за формулами в додатку В, кДж/(кгк)
Cmv\20=0,6527+1,2724∙ t1∙10-4=0,6527+1,2724∙20∙10-4=0,6552;
Cmv\10=0,6527+1,2724∙ t2∙10-4=0,6527+1,2724∙10∙10-4=0,6539.