Контрольная работа по «Техническая термодинамика и теплотехника»

Министерство образования и науки Российской Федерации[pic 1]

Федеральное государственное бюджетное образовательное         

учреждение высшего образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный университет»

Факультет экологии и химической технологии

Кафедра «Тепловые энергетические установки»

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

по дисциплине «Техническая термодинамика и теплотехника»

Вариант 2

Студент группы 5ХТб-2        A.Р. Назаров

Преподаватель         В.И. Шаломов

2018

Введение

Согласно учебному плану дисциплины «Техническая термодинамика и теплотехника» предусматривает выполнение РГР. Она включает 5 заданий (задач).

Задача №1 – Законы идеальных газов.

Задача №2 – Газовые смеси.

Задача № 3 – Термодинамические процессы газов. Изобарный процесс.

Задача №4 – Термодинамические процессы газов. Адиабатный процесс.

Задача №5 – Термодинамические процессы газов. Изотермический процесс.

Цель расчетно–графической работы – закрепление теоретического материала; освоение методики расчета термодинамических процессов и циклов.

Задача №1

В баллоне массой 110 кг вместимостью 150 л содержится кислород при температуре 25°С. Определить давление кислорода в баллоне, если масса порожнего баллона 105 кг.

Решение:

Используя уравнения состояния идеального газа, определим давление кислорода p, Па

[pic 2]

где        ;[pic 3]

        ;[pic 4]

        [pic 5]

          ;[pic 6]

        .[pic 7]

Масса кислорода m, кг

[pic 8]

где         – масса баллона, кг;[pic 9]

        – масса порожнего баллона, кг.[pic 10]

m = 110 − 105 = 5

          [pic 11]

[pic 12]

        Ответ: .[pic 13]

Задача №2

Найти массу продуктов сгорания топлива, если известен его мольный состав: nCO2= 790 моль, nH2O= 80 моль, nO2= 99 моль, nN2 =790 моль.

Решение:

Найдем мольный состав смеси nсмесь, моль

                                         [pic 14]

[pic 15]

Молярная доля компонента смеси, в состав которой входят n компонентов, определяется по формуле

[pic 16]

где        ;[pic 17]

        ;[pic 18]

        .[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

[pic 25]

          Найдем молярную массу смеси Мсм кг/моль

[pic 26]

[pic 27]

          Найдем массу продуктов сгорания топлива m, кг

[pic 28]

 [pic 29]

        Ответ: .[pic 30]

        Задача №3

        Кислород массой 1,2 кг расширяется по изобаре при давлении 0,5 МПа так, что температура его повышается от t1 = 150 °C до t2 = 450 °C. Найти конечный объем кислорода, совершенную им работу и подведенную теплоту.

        Решение:

[pic 31]

Рисунок 1- Изображение изобарного процесса в pV и TS диаграмме

Воспользуемся законом идеального газа при постоянном давлении и вычислим объем продукта V1, м3

[pic 32]

где     R – удельная газовая постоянная для кислорода

          R = 259.8 [Дж/(кг∙ К)] [1];

[pic 33]

Воспользуемся законом идеального газа при постоянном давлении и вычислим объем конечного продукта V2, м3

 ,[pic 34]

[pic 35]

Вычислим работу газа l, Дж

,[pic 36]

[pic 37]

Рассчитаем количество подведённой теплоты q, Дж

[pic 38]