* V 1=P 2 * V 2? Р 2=P 1 * V 1/V 2=0,83 * 2,52/3,2=0,65 МПа.
). Робота розширення:
=m * R * T * ln (V 2/V 1)=9,5 * 519,6 * 423 * ln (3,2/2,52)=498809 Дж.
5). Питома робота:
=L/M=498809/9,5=- 52506Дж/кг.
). Зміна внутрішньої енергії:
При ізотермічному процесі температура не змінюється, тому
? U=0.
). Кількість теплоти, підведений в процесі:
Так як за першим законом термодинаміки Q=L +? U, і? U=0, то Q=L=498809 Дж.
). Зміна ентропії:
? S=m * R * ln (V 2/V 1)=9,5 * 519,6 * ln (3,2/2,52)=1179Дж/К.
Розрахунок адиабатного розширення.
). Показник адіабати для метану k=1,29.
). Кінцевий обсяг.
V 2=3,2 м 3.
). Кінцевий тиск.
Скористаємося співвідношенням параметрів для адиабатного процесу:
1 * V 1 k=P 2 * V 2 k? Р 2=P 1 * V 1 k/V 2 k=0,83 * (2,52/3,2) 1,29=0,61МПа;
). Кінцева температура.
Скористаємося співвідношенням параметрів для адиабатного процесу
1 * V 1 k - 1=T 2 * V 2 k - 1? T 2=T 1 * (V 1/V 2) k - 1=423 * (2,52/3,2) 1,29-1=395 K.
5). Робота розширення.
=(m * R/(k - 1)) * (T 1 - T 2)=(9,5 * 519,6/(1,29 - 1)) * (423 -395)=
=476599Дж.
). Питома робота:
=L/M=476599/9,5=50168 Дж/кг.
). Кількість теплоти, підведений в процесі:
Так як процес Адіабатний, то Q=0.
). Зміна внутрішньої енергії:
Так як за першим законом термодинаміки Q=L +? U, і Q=0,
то? U=- L=- 50168Дж.
). Зміна ентропії:
? S=0.
Розрахунок Політропний розширення.
). Кінцевий обсяг.
V 2=3,2 м 3.
). Кінцевий тиск.
Р 2=0,65 МПа.
). Показник політропи.
=lg (P 1/P 2)/lg (V 2/V 1)=lg (0,83/0,65)/lg (3,2/2,52)=1
Так як кінцевий тиск прийнято кінцевого тиску при ізотермічному процесі, то розглянутий процес буде ізотермічним, що і підтверджується показником адіабати. Подальший розрахунок не виробляємо.
Результати розрахунку.
ПараметриІзотерміческое расшіреніеАдіабатное расшіреніеV 2, м 3 3,23,2T 2, K423395Р 2, МПа0,650,61L, Дж49880950168Q, Дж4988090? U, Дж0-50168? S, Дж/К.11790
Зображення процесів розширення в PV- і TS - діаграмах.
Завдання 3
стиск розширення газовий молекулярний
Для сушіння використовується повітря при температурі t 1 і відносній вологості?. Повітря підігрівається до t 2 і потім подається в сушарку, звідки виходить з температурою t 3.
Визначити кінцеве вологовміст повітря, витрата повітря і теплоти в сушарці на 1 кг испаренной вологи.
Остання цифра шіфраt 1, о С?,% Передостання цифра шіфраt 2, про Сt 3, про С23540015035
Рішення:
Задачу вирішуємо за допомогою hd діаграми вологого повітря.
Початковий стан повітря - точка 1 - на перетин ізотерми t 1=35 0 C і лінії відносної вологості? 1=40%. У цій точці ентальпія h 1=70 кДж/кг, вологовміст d 1=0,014 кг/кг сухого повітря.
Процес підігріву повітря в калорифері відбувається при постійному влагосодержании. Стан повітря після калорифера - точка 2 - на перетині лінії d 2=d 1 і ізотерми t 2=150 0 C. У цій точці ентальпія h 2=190 кДж/кг.
Процес сушіння відбувається при постійній ентальпії. Кінцевий стан повітря (на виході з сушарки) - точка 3 - на перетині лінії ентальпія h 3=h 2=190 кДж/кг і ізотерми t 3=35 0 C. У цій точці вологовміст d 3=0,062 кг/кг сухого повітря.
Витрата повітря на 1 кг іспарённой вологи:
в=1000/(d 3 - d 1)=1/(0,062 - 0,014)=20,8 кг.
Витрата теплоти на 1 кг іспарённой вологи:
=(h 2 - h 1) * V в=(190 - 70) * 20,8=2496 кДж/кг.
