Завдання 1
Газова суміш охолоджується від температури t1до температури t2 (тиск Р=1,05 · 105Па). Об'ємна витрата суміші при початкових умовах-V.
Визначити масовий склад і витрата суміші, її середню молекулярну масу і газову постійну, щільність і питомий об'єм при постійному тиску в інтервалі температур t1 ... t2 і кількість теплоти, віддане сумішшю при охолодженні від t1 до t2.
Остання цифра шіфраОб'емние частки газової суміші,% Передостання цифра шифру t 1, о С t 2, о С V, м 3/СЗГ 2 О 2 N 2 СО21057015080025015,0
Рішення:
1.Кажущаяся молекулярна маса суміші.
? СМ =? (R i *? I),
де? i - молекулярна маса компонентів суміші;
ri - об'ємні частки компонентів суміші.
? СМ=r (СО 2) *? (СО 2) + r (CO) *? (CO) + r (N 2) *? (N 2) + r (О 2) *? (О 2)=0,10 * 44 + + 0,15 * 28 + 0,70 * 28 + 0,05 * 32=29,8.
. Газова постійна суміші.
СМ=R /? СМ,
де R=8 314 Дж/(кг * К) - універсальна газова постійна.
R СМ=8 314/29,8=279 Дж/(кг * К).
. Переклад об'ємних часток на масові.
i=r i *? i/(? (ri *? i), (CО 2)=r (СО 2) *? (СО 2)/[r (СО 2) *? (СО 2) + r (CO) *? (CO) + r (N 2) *? (N 2) + + r (О 2) *? (О 2)]=0,10 * 44/29,8=0,148;
g (CO)=r (CO) *? (CO)/[r (СО 2) *? (СО 2) + r (CO) *? (CO) + r (N 2) *? (N 2) + + r (О 2) *? (О 2)]=0,15 * 28/29,8=0,141; (N 2)=r (N 2) *? (N 2)/[r (СО 2) *? (СО 2) + r (CO) *? (CO) + r (N 2) *? (N 2) +
+ r (О 2) *? (О 2)]=0,70 * 28/29,8=0,658; (O 2)=1 - g (CО 2) - g (CO) - g (N 2)=1 - 0,148 - 0,141 - 0,658= 0,053.
. Масова витрата, питомий об'єм і щільність суміші:
1=P * V 1/(R * T 1)=1,05 * 10 5 * 15/(279 * 1073)=5,261 кг/с; 1=V 1/G 1=15/5,261=2,85 м 3/кг;
? 1=1/v 1=1/2,85=0,351 кг/м 3.
. Середня масова теплоємність суміші в інтервалі температур t 1=800 0 С - t 2=250 0 С:
(C pmсм)=(C pmсм2 * t 2 - C pmсм1 * t 1)/(t 2 - t 1);
(C pmсм1)=g CO2 * (C pmCO2) + g N2 * (C pmN2) + g CO * (C pmCO) + g О2 * (C pmО2)=0,148 * 1,0852 + 0,658 * 1,0881 + 0,141 * 1,1091 + 0,053 * 1,0157=1,087 кДж/(кг * К);
(C pmсм2)=g CO2 * (C pmCO2) + g N2 * (C pmN2) + g CO * (C pmCO) + g O2 * (C pmO2)=0,148 * 0,9238 + 0,658 * 1,0388+ + 0,141 * 1,0483 + 0,053 * 0,9413=1,018кДж/(кг * К);
(C pmсм)=(1,018 * 250 - 1,087 * 800)/(250 - 800)=1,118 кДж/(кг * К).
. Кількість теплоти, віддане сумішшю при охолодженні від t 1 до t 2:
=G * (C pmсм) * (t 2 - t 1)=5,261 * 1,118 * (250 - 800)=- 3234,989 кДж/с.
Завдання 2
Газ з масою M має початкові параметри - тиск Р 1 і температуру t 1.
Визначити характер процесу (стиснення або розширення), кінцеву температуру газу t 2, кінцевий тиск P 2, показник політропи n, теплоємність процесу З n, повну роботу, питому теплоту, зміна внутрішньої енергії і ентропії, при:
ізотермічному процесі;
адіабатні процесі;
політропний процес (кінцевий тиск Р 2 прийняти рівним кінцевому тиску при ізотермічному процесі).
Зобразити всі процеси в v-Р і ST-діаграмах. Скласти зведену таблицю результатів розрахунку і зробити висновки за отриманими даними.
Остання цифра шіфраРод газу t 1, О З Р 1 · 10 травня ПаПредпоследняя цифра шифру M, кг V 2, м 3 2СН 4 1508,309,53,2
Рішення:
1. Визначаємо початковий обсяг метану.
Скористаємося рівнянням стану:
1 * V 1=М * R * T 1? V 1=М * R * T 1/Р 1,
де R=519,6 Дж/(кг * К) - газова постійна для метану [1, дод., табл.1].
V 1=9,5 * 519,6 * 423/(0,83 * 10 6)=2,52 м 3.
Так як V 2=3,2 м 3 gt; V 1, то відбувається розширення метану.
Розрахунок ізотермічного розширення.
). Кінцева температура.
1=t 2=150 0 C, T 1=T 2=150 + 273=423 K.
). Кінцевий обсяг.
V 2=3,2 м 3.
). Кінцевий тиск.
Скористаємося співвідношенням параметрів для ізотермічного процесу
1...
