 |
Задания для практических работ
|
|
|
|
3.1 В 1 м3 сухого воздуха содержится примерно 0,21 м3 кислорода и 0,79 м3 азота. Определить массовый состав воздуха, его газовую постоянную и парциальные давления кислорода и азота.
Ответ: то2 = 0,232; mN2 = 0,768; R = 287 Дж/(кг*К); РN2 = 0,79рсм; Ро2 = 0,21рсм.
3.2 Определить газовую постоянную смеси газов, состоящей из 1 м3 генераторного газа и 1,5 м3 воздуха, взятых при нормальных условиях, и;найти парциальные давления составляющих смеси. Плотность генераторного газа ρ принять равной 1,2 кг/м3.
Ответ: Rcм = 295 Дж/(кг*К); рг.г, = 0,4рсм; рвозд = 0,6рсм.
3.3 Объемный состав сухих продуктов сгорания топлива (не содержащих водяных паров) следующий: С02 = 12,3%; О2 = 7,2%; N2= 80,5%. Найти кажущуюся молекулярную массу и газовую постоянную, а также плотность и удельный объем продукт в сгорания при В = 100 кПа и t = 800° С.
Ответ: μcм = 30,3; Rcм = 274 Дж/(кг*К); v= 2,94 м3/кг; 
см = 0,34 кг/м3
3.4 Генераторный газ имеет следующий объемный состав: Н2 = 7,0%; СН4 = 2,0%; СО = 27,6%; С02 = = 4,8%; N2 = 58,6%.
Определить массовые доли, кажущуюся молекулярную массу, газовую постоянную, плотность и парциальные давления при 15° С и 0,1 МПа.
Ответ:. тн2 = 0,005; mCH4 = 0,012; mсo = 0,289; mCo2 = 0,079; mN2 =0,615; μCM = 26,72; RCM = 310,8 Дж/(кг*К); ρCM = 1,095 кг/м3; рн2 = 7 кПа.
3.5 Газ коксовых печей имеет следующий объемный состав: Н2 = 57%; СН4 = 23%; СО = 6%; С02 = 2%; N, = 12%. Найти кажущуюся молекулярную массу, массовые доли, газовую постоянную, плотность и парциальные давления при 15° С и 100 кПа.
Ответ: μсм = 10,77; mн2 = 0,107; mсо2 = 0,082; RCM = 772 Дж/(кг * К);
ρcм = 0,45 кг/м3.
3.6 Генераторный газ состоит из следующих объемных частей: Н2 = 18%; СО = 24%; С02 = 6%; N2 = 52%. Определить газовую постоянную генераторного газа и массовый состав входящих в смесь газов.
Ответ: RCM = 342 Дж/(кг*К); mсо2 = 10,86%; тN2 = 60,03%; тH2 = 1,48%; mсо = 27,63%.
3.7 В цилиндр газового двигателя засасывается газовая смесь, состоящая из 20 массовых долей воздуха и одной доли коксового газа. Найти плотность и удельный объем смеси при нормальных условиях, а также парциальное давление воздуха в смеси (данные о коксовом газе приведены в таблице 2).
|
|
|
Ответ: ρ = 1,2 кг/м3; v = 0,833 м3/кг; ρвозд = 0,884р.
3.8 Анализ продуктов сгорания топлива, произведенный с помощью аппарата Орса, показал следующий их состав; гСO2= 12,2%; rо2 = 7,1%; rсо = 0,4%; rN2 = 80,3%. Найти массовый состав входящих в смесь газов.
Ответ:тсо2 = 17,7%; mo2 = 7,5%;. mсо =0,37%; тN2 = 74,43%.
3.9 Определить газовую постоянную, плотность при нормальных условиях и объемный состав смеси, если ее массовый состав следующий: Н2 = 8,4%; СН4 = 48,7%; С2Н4 =6,9%; СО = 17%; С02 = 7,6%; 02 = 4,7%; N2= 6,7%.
Ответ: Rсм = 717 Дж/(кг*К); r0г =0,017; rN2, = 0,028, rН2 =0,484; гсо2 = 0,02; ρн = 0,518 кг/м3.
3.10 Найти газовую постоянную, удельный объем газовой смеси и парциальные давления ее составляющих, если объемный состав смеси следующий: С02 = 12%; СО = 1%; Н20 = 6%; 02 = 7%; N2 = 74%, а общее давление ее р = 100 кПа.
Ответ: Rсм = 281 Дж/(кг*К); v= 0,76 м3/кг; рсо2 = 1200 Па.
3.11 В резервуаре емкостью 125 м3 находится коксовый газ при давлении р = 0,5 МПа и температуре t = 18° С. Объемный состав газа следующий: гн2 = 0,46; гcн4 = 0,32; гсо = 0,15; rN2, = 0,07. После израсходования некоторого количества газа давление его понизилось до 0,3 МПа, а температура — до 12° С.
Определить массу израсходованного коксового газа.
Отв. М = 2167 кг..
3.12 Массовый состав смеси следующий: С02 = 18%; 02 = 12% и N2 = 70%.
До какого давления нужно сжать эту смесь, находящуюся при нормальных условиях, чтобы при t= 180° С 8 кг ее занимали объем, равный 4 м3.
Отв. р = 0,24 МПа.
3.13 Определить массовый состав газовой смеси, состоящей из углекислого газа и азота, если известно, что парциальное давление углекислого газа рсо2 = 120 кПа, а давление смеси рсм = 300 кПа.
Ответ: тсо2 = 0,512; тN2 = 0,488.
3.14 Газовая смесь имеет следующий массовый состав: СО2= 12%; 02 = 8% и N2 = 80%.
|
|
|
До какого давления нужно сжать эту смесь, находящуюся при нормальных условиях, чтобы плотность ее составляла 1,6 кг/м3?
Ответ: до 0,213 МПа.
3.15 Определить значение массовой теплоемкости кислорода при постоянном объеме и постоянном давлении, считая с = const.
Ответ: ср = 0,916 кДж/(кг*К); сv= 0,654 кДж/(кг*К).
3.16 Определить среднюю массовую теплоемкость углекислого газа при постоянном давлении в пределах 0— 825° С, считая зависимость от температуры нелинейной.
Ответ: (срm)825 = 1,090 кДж/(кг*К).
3.17 Вычислить значение истинной мольной теплоемкости кислорода при постоянном давлении для температуры 1000°С, считая зависимость теплоемкости от температуры линейной. Найти относительную ошибку по сравнению с табличными данными.
Ответ: mсp = 36,55 кДж/(кмоль*К);ε = 1,79%.
3.18 Определить среднюю массовую теплоемкость срт для кислорода при постоянном давлении в пределах от 350—1000° С, считая зависимость теплоемкости от температуры: а) нелинейной; б) линейной.
Ответ: срт = 1,085 кДж/(кг*К).
3.19 Вычислить среднюю теплоемкость срт и c'vm в пределах 200—800° С для СО, считая зависимость теплоемкости от температуры линейной.
Ответ: срт = 1,1262 кДж/(кг *К); с'vm = 1,0371 кДж/(м3*К).
3.20 Найти среднюю теплоемкость с'рт и c'vm для воздуха в пределах 400-—1200° С, считая зависимость теплоемкости от температуры нелинейной.
Ответ: с'рт = 1,4846 кДж/(м3*К), c'vm = 1,1137 кДж/(м3*К)
Практическая работа № 4
«Применение первого закона термодинамики к решению задач» - 2 часа
Цель работы: сформировать умения и навыки при расчете характеристик закрытых термодинамических систем с использованием первого закона термодинамики.
Форма проведения ПР: интерактивная форма, кейс - задание – 2 часа
проводится в форме решения практических задач в виде расчетов по исходным данным в течение 45 минут у доски преподавателем, используя знания аудитории студентов; в следующие 45 мин. группа делится на 4 подгруппы и каждой подгруппе выдается по одной задаче, после решения которой, проводится анализ решения задач.
|
|
|
