Задачі для самост і йного розв'язува ння

 

Задача 1

Перегріта водяна пара масою 5 кг з початковими параметрами Р₁=0,1 МПа та t₁=150°С стискається по ізотермі і наприкінці процесу має ступінь сухості x₂=0,85. Визначити параметри пари в початковій та кшцевій точках процесу, кількість відведеної теплоти, зміну внутршньої енергії та роботу, що витрачається на стискання пари. Зобразити тепловий процес на is-діаграмі.

 

Задача 2

У пароперегрівачi парового котла пара надходить при тиску P₁= 2 МПа та ступені сухості x₁= 0,95. 3 пароперегрівача пара надходить на турбіну, де адіабатно розширюється до тиску P₂=0,005 МПа -та x₂=0,95. Визначити кількість теплоти, що надається парі роботу розширення, технічну роботу та ККД процесу (циклу Ренкина). Зобразити процес на is- діаграмі.

 

Задача 3

Водяна пара, маючи початкові параметри Р₁=5 МПа та ступінь сухості х=0,9 , нагрвається при постійному тиску до температури Ь = 400°С, потім дроселюється до тиску Р_з =0,5 МПа. При тиску Р_з пар потрапляє в сопло Лаваля, де розширюється до тиску P₄=5 кПа. Визначити, використовуючи is-діаграму водяної пари, параметри пари в кожній точці, кількість теплоти, підведеної до пари в процесах 1-2; змінення внутршньої енергії та ентропії, а також кінцеву температуру t₃ у процесі дроселювання 2-3 та швидкість пари на виході з сопла Лаваля. Усі процеси показати у is-діаграмі.

 

Задача 4.

1 кг пари з початковим тиском Р₁=3 МПа та ступенем сухості x₁=0,95 ізотермічно розширюється. При цьому до нього підводиться теплота q=510 кДж/кг. Визначити, користуючись is-діаграмою, параметри кінцевого стану пари, роботу розширення, зміну внутршньої енергії, ентальпії та ентропії. Вирішити також задачу, якщо розширення відбувається ізобарно. Зобразити процеси у pv-, та is- діаграмах.

 

Задача 5

Волога насичена водяна пара масою 5 кг з початковим тиском P₁=0,7 МПа та ступенем сухості х=0,76 при постійному тиску нагрівається до стану сухої насиченої пари. Визначити параметри стану у початковій та кінцевій точках процесу, а також теплоту, роботу та зміну внутршньої енергїі. Зобразити тепловий процес у Тs- та is-діаграмах.

 

Цикли теплових та холодильни х машин

 

Двигуни виутр іш нього згорянн я (ДВЗ)

Розрізняють три основні види циклів поршньових ДВЗ:

• цикл з підведенням теплоти при сталому об'ємі (v=const) - цикл Отто;

• цикл з підведенням теплоти при сталому тиску (р=const) – цикл Дизеля;

• цикл зі змішаним характером підводу теплоти (спочатку при v=сonst, а потім

при р=соnst) - цикл Тринклера.

 

Цикл О т то:

1-2 – адіабатне стиснення пальної суміші;

2-3 - ізохорний процес згоряння палива;

3-4 - адіабатне розширення продуктів згоряння;

4-1 - ізохорне скидання тиску - вихлоп у атмосферу

продуктів згоряння.

Кількість підведеної теплоти:

.                                                             (52)

Кількість видведеної теплоти:

.                                                             (53)

Теоретичний ККД циклу:                                                       

,                                                          (54)

або

.                                                                (55)

де - показник адiабати.  - ступінь стиснення.

Цикл Дизеля:

1-2 – адіабатне стиснення повітря;

2-3 - вприск палива та його згоряння при сталому тиску;

3-4 - адіабатне розширення продуктів згоряння;

4-1 - ізохорне відведення теплоти в атмосферу.

Кількість підведеної теплоти:

.                                                                  (56)

Кількість відведеної теплоти:

.                                                                    (57)

ККД циклу:

 ,                                                             (58)

або

,                                                         (59)

де - ступінь попереднього розширення.

Цикл Тринклсра:

1-2 - адіабатне стиснення пальної суміші;

2-3 - ізохорний процес згоряння палива;

3-4 - ізобарний процес згоряння палива;

4-5 - адіабатне розширення продуктів згоряння;

5-1 - ізохорне скидання тиску.

Кількість підведеної теплоти:

.                                                  (60)

Кількість відведеної теплоти:

.                                                               (61)

ККД циклу:

,                                                            (62)

або

,                                                  (63)

де,  - ступінь стиснення,  - ступінь підвищення тиску, 

- ступінь попереднього розширення.