Контрольная работа по "Основам теплотехники и гидравлики"
Автор: linkfor • Апрель 13, 2019 • Контрольная работа • 2,056 Слов (9 Страниц) • 407 Просмотры
Задача 1
Газ массой М (кг) расширяется по изобаре при абсолютном давлении Р (МПа) так, что его температура повышается от t1 (°С) до t2 (°С). Определить конечный объем газаV2 (м3), совершенную работу L (кДж) подведенную теплоту Q (кДж) и изменение внутренней энергии газа U (кДж). График процесса расширения изобразить в P-V координатах.
m=0,45 кг p=0,4 МПа=0,4·106 Па T1 =100 оС=373 К T2 =400 оС=673 К Род газа: кислород О2 |
V2-? L-? Q-? U-? |
1. Определяем удельную газовую постоянную газа по уравнению универсальной газовой постоянной
[pic 1] ,
где [pic 2] – молярная масса газа, [pic 3] – универсальная газовая постоянная.
2. Объем газа после нагрева можно выразить из уравнения состояния для любого количества идеального газа.
[pic 4]
где m (кг)– масса газа;
R (Дж/кгК)– удельная газовая постоянная;
Т2=t2+273=400+273=673оК– конечная температура газа;
Р (Па)– удельное давление.
[pic 5];
3. Для определения выполненной газом работы в изобарном процессе построим график в P-V– координатах.
Объем газа до нагрева можно найти из закона Гей-Люссака:
[pic 6]
[pic 7]
[pic 8]
Рис. 1.1 График процесса расширения в P-V координатах
4. Определим работу изменения объёма
[pic 9]
Так как [pic 10], то [pic 11]
5. Определим подведенную теплоту:
[pic 12],
где [pic 13] – средняя удельная теплоемкость газа при постоянном давлении
При средней температуре в данном процессе [pic 14] удельная теплоемкость [pic 15] (табличные данные). [pic 16] – удельная теплоемкость газа при постоянном давлении, где [pic 17] – молярная изобарная теплоемкость.
[pic 18].
6. Определим изменение внутренней энергии газа по уравнению первого закона термодинамики:
[pic 19]
Тогда [pic 20]
Ответ: [pic 21]
Задача 2
Определить индикаторную и эффективную мощность четырехтактного ДВС, секундный расход топлива по следующим данным: среднее индикаторное давление Pi; диаметр цилиндра D; ход поршня S; число цилиндров Z; частота вращения коленчатого вала n; механический КПД ηм. Составить тепловой баланс двигателя.
Pi=0,9 МПа=0,9·106 Па D=120 мм=120·10-3 м S=140 мм=140·10-3 м n =30 об/с Z=4 шт ηм=0,85 τ=4 марка двигателя СМД-18 |
Ni-? Ne-? B-? |
1. Индикаторная мощность Ni (кВт) вычисляется по формуле
[pic 22],
где рi — среднее индикаторное давление, Па; Vh — рабочий объем цилиндра, м3; п — частота вращения коленчатого вала, об/с; τ — тактность двигателя; Z — число цилиндров.
Рабочий объем (м3) цилиндра
Vh=nD2S/4,
где D — диаметр цилиндра, м; S — ход поршня, м.
[pic 23]
[pic 24]
Зная механический КПД, можно определить эффективную мощность
[pic 25]
Удельный эффективный расход топлива bе [кг/(кВт·ч)] представляет собой отношение расхода топлива В к эффективной мощности Ne:
...