Задачи по "Теплотехнике"

ВАРИАНТ 6

Задача 1

В процессе политропного расширения воздуха температура его уменьшилась от 25°С до - 37°С. Начальное давление воздуха 4 бар, количество его 2 кг. Определить изменение энтропии в этом процессе, если известно, что количество подведенного к воздуху тепла составляет 89,2 кДж.

Решение

Количество теплоты, сообщаемой газу в политропном процессе на основании уравнения (1) составляет:

[pic 1]                                        (1)

Выразим из уравнения (1) [pic 2]:

[pic 3]

Средняя массовая изохорная теплоемкость воздуха  равна

[pic 4] = 0,723 кДж/(кг⋅К)

Подставляя значения известных величин, получаем:

[pic 5]

Учитывая значение показателя адиабаты воздуха [pic 6]получим:

[pic 7]

Отсюда показатель политропы n = 1,2.

Из соотношения параметров политропного процесса определяем конечное давление:

[pic 8],

Выразив [pic 9] получим:

[pic 10]

Изменение энтропии по уравнению (2)

Энтропия в политропном процессе  равна:

[pic 11],                                (2)

Учитывая связь между изобарной и изохорной теплоемкостями получим:

[pic 12]

Подставляя значения известных величин, получаем:

[pic 13]

Задача 2

Вычислить расход воздуха через двигатель, если скорость воздуха на входе в него равна C1 = 200 м/с при давлении р1 = 0,1 МПа и температуре  t1 =10 0С, а площадь входа равна  F1 = 0,8 м2.

Решение

Уравнение неразрывности для потока воздуха на входном сечении:

[pic 14],                                                    (1)

где  [pic 15] - удельный объем воздуха, м3/кг;

Удельный объем воздуха находим из уравнения состояния, записанного для 1 кг воздуха:

[pic 16]

Подставив [pic 17] в формулу (1) получим: