Idea Transcript
1.
Лариков тельство
2.
3.
Нащокин
Н . Н . Оощан литературы В.В.
пособив
ЛИТЕРАТУРА
по
Учебник
строительству,
для
ное
-М.:
вузов.-М.:
Высшая
Г. •';.•
-
;
/'
'
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПО
НАРОДНОМУ
КОМИТЕТ
СССР
ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ теплотехника:
Техническая термодинамика
термодинамика:
Техническая Крутова
школа,
Высшая
для
вузов.-М.:Изда-
1966.-444 и
для
ОРДЕНА
ТРУДОВОГО
КРАСНОГО
АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ
С;
теплопередача:
ЗНАМЕНИ
ИНСТИТУТ
Учеб-
ш к о л а , 1969.-''560.с.
Учебник
1981.-439
Кафедра
автотракторных
двигателей
в у з о в / П о д ' р е д . -В.И.
с.
'А'аггае1еЬге:'. "УТВЕРВДАЮ" .
кафедрой
д-р
техн.
"
СОДЕРЖАНИЕ
ПАРАМЕТРЫ ГАЗОВЫЕ ПЕРВЫЙ
СОСТОЯНИЯ
СМЕСИ
И
И
ГАЗОВЫЕ
- :
ЗАКОНЫ
.
.
.
ПРОЦЕССЫ
ТЕР.ВДИНА1ШЧЕСКИЕ
.
.
.
.
;?. . . . . . . .
.
. -.
.
п
1989
/2
г.
•• 3 ^
.
'..'.
8
к
15
.'.
. .
рвшвнкю
задач
по
указания
курсу
"Териодшаикка"
26
.
.
35 38
. •*;'..
.^ .л.
. :.
.. .
;;:.
. .
;;
.
.••>.'..' '.'•. 30
.
., . ;.
.
.
.
42
. . \6
. .
. ад
\\, А . Коро тко ва
Форма?
Подписано
печать
21.03.90
200
Заказ
14АДИ,
/д
. ' : . ; . ;
'.V*
.-.
...•;. „ о
о. . . . . . . .
. . . . . . . .
.
,
иетодячоокжв
И
.
. . . . . . . о ..
мп-ДИАГРАША
ЛИТЕРАТУРА'.
в
..'...
ТЕПЛОЁЖОСТИ
ЗАКОН* ТЕР.ЮДИНАЖКИ
ЦИКЛЫ
ТЕРМОДШАЫИЧЕСКИЕ "Т*"-КООРДИНАТЫ КОМПРЕССОР п
ИСТЕЧЕНИЕ
ДРОССЕЛИРОВАНИЕ
Редакт ор
Усл.пвч.л. 3 , 0 ^ :
Уч.-изд.л. 2 , 4 Тирах
Ротапринт
413
Цена
Ленинградский п р . ,
60190/16
12
коп.
й^* ;;-.-
'.
64
МОСКВА
1989
I.'
Основными лютная (м^/кг)
Б
ПАРАМЕТРЫ
найти
-
из
СОСТОЯНИЯ
И ГАЗОЕьЕ
термодинамическими параметрами
температура
Т
или плотность
Абсолютное мокно
-°=
где
(К), р
давление следующих
(
давление кг/м
по
р
).
(Па),
двух
из
известных
уравнения
-
р V » ЯТ
для
Я
*
кг
ЗАКОНЫ
манометра
абсо-
объем
или
- Р
V
вакууиётра
вак'
давление.
моля
что
модем
неизвестный
V
бара
может
быть
газа:
кг; •
тела.
газоаая
постоянная
и масса
моля
идеального
р0=«1,013
параметр
идеального
тела; ' массы
рабочего
универсальная
газовая
Дж/кг.К
(
для
рабочего
произвольной
для I
287
третий
состояния
I
для
-
помнить,
* 8314 Дж/моль-К;
равной
занимаемый I
объем,
/ыоль.
являются:
удельный
"~
показаниям
выражений:
В
Ризб.+
барометрическое
При найден
-
р У =ЩТ
Следует К ся
условиях
ческих м
для
постоянная
воздуха
воздуха р
газа
=*
принимает-
28,9
кг/моль;
при нормальных
и Т0-273 К) равен
физи-
]^0 '•
22,4
!:
При
расчетах
;.:.
м 3 Дг.
-
пература
в
давление
градусах
подставляется
абсолютной
;
1.1.
удельный
условиях
физических
22,4
в
формулы
шкалы и удельный
в
Н/м^, тем-
овьем
-
в
Задачи
Найти
киломоля
Объем вен
м 3 /кмоль,
(
Най*и
объем
0°С
газа
и
и 760
22,4:28
плотность
условиях
плотность
азота
при нормальных
мм р т . с т . ) .
при нормальных
т.е.^ггух
«
1.2.
физических
П :
>
22,4
» 0,80
физических
м3/кмоль.
М 3 /кг
угарного
газа
,
условиях
ра-
Откуда
и
(СО) при
нормальных
р •
т-д./У^т ,
У*
28:22,4
- 1,25
кг/м 3
БИБЛИОТЕКИ ГТУ) МА
1.3.
Найти
газовые
Н„ а -/1Н В,5«
//1в1
296,9
постоянные
кислорода,
азота
и
воздуха
« 8314:32-259,8
Дж/кг-К;
К, «287,7
ДжДг-К
кое
давление
равно
Плотность 1.4.
Температура
трубопровода ветствует
эта
1.5.
отработавших
составляет
788°Р
температура
/Т.
Следовательно,
если мм
32+9/5-1
в
(по
газов шкале
градусах
°С
и
двигателя
на
Фаренгейта).
стоградусной
г°0
а°Г
выходе
Чеку
шкалы
из
соот-
?
-32). 5 / 9 ;
равно
мм р т . с т .
—^/^.=0,2 .7К.1
-
760
ртути
•'
бар или
2
-
=. ММ
рт.ст.
- . • плотность
рТ.СТ.'>:;.';..;:./;
воды
мм'рт.ст. или р
кг/м 2 ,
«
в
и р
-
13,6
раза.
В 0 -р вак
=»
•
715/750=0,953 бара
так
как
I
ат
=
-^.:,^;::-',
'
' '
* 1,013 бар .
И3
• '"••• • Л
127
750
б. .
ба
""— Л ' • * 2
1,013-Ю0
давление
мм р т . с т
Р.Д°
в
Па
находится
Н/м2,
изо.
°С
как
Па
барах, Ша' и
бар
?
• _ '•• ' Л
. •-•::-:^:Д-^^):-;.:
Оказаниях
разре-
трубопро-
манометра :;'
;;
плотность 3
бара
.•
и удельный
и В =
750
объем
мм рт.
кислорода при
ст,
если
{. •
'- : ;('-л- : --,>'':.:и^ ? ': : .-'.- Ч ' - . - ' ••
двигате-
режиме 612
р-
^ \/ т *^_/
Г
I
32' (3+1) 40°
его
мм.рт.
«
1/0,26
»
3,85 кг/м 3
1.12.При какой температуре плотность углекислого газа, сжатого до манометрического давления 8 атм., имеет значение
абсолютное и
абсолютное
давление
•??:^*:^:;-'*^'';'::-
с
• -•'• :
..'•'•• • 1 \-.-;«1?^!^?;'4г 1,013.1р5-0,1962-Ю5« 0,8168 -Ю5
1.9. «г/-
кг/см 2
600
соответственно
Определить
Плотность пропорциональна давлению, следовательно:
кг/сиг.
р«=В0-рппк= "вак
=
соответствии
6 =6,95 бар,
Р~Во+Ризб ,
р т . с т . «0,1 -Ша»1,02
. 750 мм рт. ст: » 10° Н/м*-.« I .бар » 0,1 МПа 750/735- 1,02 атм.;-,. 1,02-Ю4 кг/м2 1.10. Как изменится плотность газа, если при В - 750 мм рт. ст. показания манометра при неизменной температуре уменьшатся
1.1
конденсаторе
при
давление
соответствии
ЫПо»0,2-1,02=0,204
735
.,1.8. Бакууметр на воздушном баллоне показывает разрежение 0,2 атм.Определить абсолютное давление в баллоне в Па, если барометрическое давление В0 » 760 мм рт.с'г. 0,196'10 Па ^вак"
рт.ст.
В0
В соответствии с рис, 1.1 находим 1 0
=0,695 Ша-6,95 кг/см 2 мм
Рис.
1.6. мм
абсолютное
р-0,02
1.7. жения воде ля
работы
Р-.
давление мосферах,
Рис.1.2
ат-
барометричес-
0 = 4
КГ/М^
Газовая «
?
: ; '"'..
.';-.;
'
постоянная углекислого
188,95 Дж/кмоль-
газа
В= « В / и
К. Абсолютное давление
- ' ' • - ' " • " . • • . , ' . " " • • • - , ' :
ж 8,314/44=
составляет
р »
.
'
|
О
газ
манометрическом
занимает
27°С
Из
равенства
раза, раз
• ' - ••
8,82 бар. Откуда по уравнению состояния
.Ьв2^.1167к V,
188,9-4 II67 - 273 » 894 °С 1.13.При
условиям,
зическим
у..-а.
объем если
4,5 В -
.- }
.'
' давлении
м3. 750
(Р0-^0)/Т0
2,5.бар
Привести'объем мм рт.;,.с,г.;-
и
I
;. ,
откуда
' ..
результате причем
•
нагрева
:•'•••.••- ' . . .
объем
температура
изменилось
~
-: .
получаем
•'.:.. . : ' • . ' • .
газа
газа?и
'
.
увеличивается
возросла ; со, 100
давление
А
до
) в
пол-
300°С. Во
'
. . :
Г
.
*—в
1.024-
-
в
т
.) .
работы
283
I
кг
и
со
100
упало
до
двигателя
60
кг
давление
бар. Давление
180
до
160
100
л,
27°С. •"'".' '
а
для
в
г кис-
бар. ч
использовалось
если.емкости
и равны
равной
состояния
со
кислорода
водорода,
водорода~~одинаковы
постоянной
уравнения
? 293
водородного
понизилось
соответственно килограммов
двигателе и
2,1
;287
I
результате
Оаллоне
баллоне сколько в
кислорода
Из
_е-
для
,
хранения'
расходы
водорода
где В = АЕ / м И окончательно ' -ь т (180-160). 32 АНн} (100- 60). 2 . 1.17. Из баллона емкостью 200 л, содержащего угарный газ СО при манометрическом давлении 24 ат и температуре 27°С, выпущена часть газа, после чего манометр стал показывать 14 агм., а температура газа упала до 17°С. Определить массу выпущенного газа, если В = I атм. Начальные параметры газа: р, » (24+1) -0, 98 = 24,5 бар, температура - Тт = 300°К. Конечные параметры газа: р„ - ( 14+1)- 0,98 » 14,7 бар и Тр » 290 К. В этом случае массу выпущенного газа можно найти как '' ('"" _ •.. ^
:
газовых
•'•
адиабаты. :
смесей
с' = I
«
используют
с- ? . ?.
т ,
I
следую-
и
'
2.1.
Определить
постоянную 2
к г СС2
продуктов
и 3
Массовые
Д-
Откуда
к г
//
доли
•
отдельных
газов
.
.
.
из -
массу 4
кг
I
а:=
^
М^/Н
« 0,3
.,•:•':
+
28
44
28
2.Ь. совые
и
Смесь
состоит
объемные
/
М,
доли
'.к;
8
кг
отдельных
откуда
-
ССр
и
2
кг
ОС.
Определить
?/?.о-
компонентов
,^,=8/10
=
0,8
и
,
«
2/Ю
*
0,2.
0.8/44 'со2
=
кг СС к
как
.,-,..
0.3
0.2
0.4
•-
и газовую Со,
•
находятся
- 0,4 ;^,-0,1; ^Ц-0,2;
масса
I
9*9.
32
31,92
М4-
Задачи 'I
кажущуюся молекулярную сгорания,' состоящих
.
2
4/(4+1+2+3)
кажущаяся молекулярная
I
м
[
=«
кг/кмоль.
аналогично
?со ^у^-^гя
44
0,282
.
28
2.6. Найти ыассу 10 ;-3 смеси при давлении 5 бар и темпераге 27°С, если состав её задан объемными долями: 7 0 * ОО'л и % со2 * ^^> Для нахождения из уравнения состояния массы смеси следует предварительно определить газовую постоянную последней. Следовательно, Н „ 8314ж 8314 в 6314 ; 32.0,8+44-0,2
Газовая
постоянная
находится
как
Дж/кг.К.
и •'«
... -
2.2.
Смесь
состоит
объемные доли
из
6
кмолей
;
831 V А
-
к о м п о н е н т о в смеси.
Най*и
«'
260,46
':>
водорода
6/10
определяем:
и
Исходя
4
кмолей
из
окончательно
азота. В
равенства 2.7.
4/Ю
- 0,6 ;
-'
0,4
2.3. Определить объемные доли компонентов смеси, если известен её состав в массовых долях: о., «0,768; 'а • 0,232. Используя выражение г 2 ,имеем
0,79;
г~ • г
-0,232
0.763
ные
газы
0,768
+
0.232
32
До какого
давления
состоящую из
давление
ное
1М~~
кислорода
по
0,791
манометру и
750
мм
/* о
*
»
1,4
рт.
нахождения
; Р=Ро
г0
составляло
составляет
выражения для = Р/У*/
-
Т
241,7-300
Используемые имев?
'г ' сог
ш
,для
следующий
°»12
'> ?со*
!.
питания
объемный
стационарных
ДВС
низкокалорий-
состав:
0.28; ^ » 0 ? 03; Чса
* 0,02; 7^=
0,55.
Наитий кажущуюся молекулярную массу, состав в массовых долях, газовую постоянную п плотность смеси при нормальных физических условиях:
32
28
0,232
« 0,12.44+0,28-2840,03-2+0,02-1640,55.28 я 28,9 кг/коль. Массовые доли определяются из выражения
0,21
"2
28 2.4. газов,
давление
кое
Из Р
следует
0,209,
сжать
чтоОы
бар, если
ст.
0,002;
смесь
28,9
парциаль-
барометричес-
«~
0.011
Газовая
.
парциального
1,4:0,209
;
/^ 2 "
постоянная
давления
- 6,698
0,533
.
смеси
6314 _
7
2879
б а р , откуда
'
II
Плотность
при
нормальных
физических
условиях дегалън-,если
1>29
^
0
2.8.
%
следующий
имеют
в
22,4
Отработавшие
азота.
79,5? состав
состав
Определить
юасслошых
условиях,
нормальных
давлении,
постоянном
0,913
кДж/кг.К;
газы по
массовую
газовую
СО
=
з
что
1,0475
внутреннего С0 9 ;
7,5*
сс/ъемную и
0<
кДж/
_= 2
0,846
кг-К
сгорания
С0;
массу
и
1%
СО и
смеси-,
компонентов
кДж/кг-К; С>у о*
С
С
при при
при
0,432
масла
Из
теплоемкости
* Ма.оц).л^
железа
и ом=
,
1,676
и
ыасла
равны,соответ-
кДж/кг.К,
ГД8М М =^-/) И
(5,4.0,432+19,8-1,676) -12 При закалке
при /ц
исходная
0,63
а
20°С.
деталь
массой
Температура
температура
кДж/кг-К баланса
равенства
кДз/кг.К
а
плотность
кг/и3:
* (И-^.Сд.
()
2.11. кг
Какова сс=
=
1,0475
СЕ»
900
.
0.
смеем,
теплоемкости
плотность
теплоемкости С
ственно, ыасда
12Й
моле;;уляркую и
постояннуу
считая,
составляют:
С
кг/м
22,4
двигателя
объему:
ки^-щуюся
долях:
давлении
постоянном в
1;=
А
и масла
детали, см*
«
«0,022-900
429,4
6
кг
масла если
1,675
-
19,8
кг;
1сДж.
опущена
в
ванну
увеличилась
с
35
на д | »
теплоемкость
37°
стали
кДж/кг-К^?
теплог И 0 . с с - ( ^ - / " ) = М ц . с ц . ( ^ ц - ^ ) в
температур
20+37
>
предложении
57С
иыеем
30,ОЬ кг/1
0 ,12-44+0 ,075- 32+0,01 -28+0, 795-28
откуда */
-а-
»
'/Г^ к
44-0,12
»/ У и
0,1747
30,22
л,.*0.,вЛ* и м а • -»-•—--»
а
бар.
* 0,0794
;
=ГСп*
_
У^
0,0093
;
=*
«
ри, СС
1,0016 ^
т
^с
истинной
ц.
Р'-.
Р.
О
•
л
содержится
раза,
если
ис
воздух к
• •
1
при д а в л е н и и
воздуху,
воздуха
чтобы
составляет
как
массой
з
неё
5.4
кг,
стальной
содержащая
детали
т е п л о т ы введено
22
л мас-
нагревается
Б ванну
с
от
закали-
»
^ С т С^С *Х7 ЗО'Х^бУр'оУ • -"т —•-" 11-г-п -• 6-0,63
Определить в
среднюю объемную
интервале от
от
600
геплоемкость
до
температуры
29,0+0,005
боо
.1800 I 600 .1800 I 600
кДж/м3.'К.
Ю
3
ванна
введения
количество
ооъеме
1800°С,
газа при
если
описывается
зависимость
выражением
,1800 •-
= 1,3513
объемом
теплоты неооходимо подвести в
время
ц
Закалочная
Какое
теплоемкости
кДж/кг-К; 1,-рЛ*^*
22,4
сосуде
давление
-
5051 ,7 Дж.
результате 20°С.
/'Р / Ь
У0-сс
2.12.
0,736
0,1747.0,846+0, 0794-0, 913+0,ОШЗ-1,0475+
ы
22,4
1,0016-1,35
В
С к о л ь к о Дж его
кДж/кмоль-К?
то
'
в
до
л Т
(
с
аналогично
?^
постоянном С
' +0,7366-1,0475 Р
-'''
Сг=
2.9. I
увеличить 21
в
—
6,314 =
2.10. ла, 6
,
°°^80()
б
»
35 кДж/кыоль.К,
1800
1
26,686
600 "/1
.1800
кДж/кыоль-К,
/
600/
22
>4
2.13. Протекая по трубкам холодильника, воздух охлаждается от 80 до 40°С. Определить количество отводимой в единицу времени теплоты, если с„« 0,708840,000093 и объемная производительность компрессора равна 0,8 и3/с при условиях на входе р * I бар и I * 27°С. Воздух в груоках холодильника охлаадается при постоянном давлении. Поэтому, пользуясь уравнением Р.Майёра, можно найти среднюю изобарную теплоемкость ср^80вс !бО+Еа 0,7088+0,000093 § °^ +0,237-1,00138 кДж/ /кг.К: 13
Массовая
И
.
производительность
компрессора
-Л^ « 1гЮ5-0,