Задания для практических работ

8.1 К газу в круговом процессе подведено 250 кДж теплоты. Термический кпд равен.0,46. Найти работу, полученную за цикл.

Ответ: L₀ = 115 кДж.

8.2B результате осуществления кругового процесса получена работа, равная 80 кДж, а отдано охладителю 50 кДж теплоты. Определить термический кпд цикла.

Ответ:. η_t= 0,615.

8.3 1 кг воздуха совершает цикл Карно между темпе­ратурами t₁ = 327° Сиt₂ = 27° С; наивысшее давление при этом составляет 2 МПа, а наинизшее — 0,12 МПа.

Определить параметры состояния воздуха в характер­ных точках, работу, термический к. п. д. цикла и количества подведенной и отведенной теплоты.

Ответ:v_x = 0,086 м³/кг; v₂ = 0,127 м³/кг; v₃ = 0,717 м³/кг; v₄ = 0,486 м³/кг; р₂ = 1,36 МПа; р₄ = 0,18 МПа; η_t = 0,5; l₀ = 33,7 кДж/кг; q₁ = 67,4 кДж/кг; q₂ = 33,7 кДж/кг.

8.4 1 кг воздуха совершает цикл Карно_в пределах температур t₁ = 250° С и t₂ = 30° С. Наивысшее давле­ние р₁ = 1 МПа, наинизшее — р₃ = 0,12 МПа.

Определить параметры состояния воздуха в характер­ных точках, количества подведенной и отведенной теп­лоты, работу и термический к. п. д. цикла.

Ответ:. V₁ = 0,15 м³/кг; v₂ = 0,185 м³/кг; v₃ = 0,725 м³/кг;v₄ = 0,59 м³/кг; р₂ = 0,81 МПа; P₄ = 0,15 МПа; η_t = 0,42; l₀ = 18,1 кДж/кг; q₁ = 31,1 кДж/кг; q₂ = 18 кДж/кг.

8.5 Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при v — const. Определить параметры в характерных точках, полученную работу, термический кпд, количество подведенной и отведенной теплоты, если дано: р₁ = 0,1 МПа; t₁ = 20° С; ε = 3,6; λ = 3,33; k = 1,4.

Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять по­стоянной.

Ответ: V₁ = 0,84 м³/кг; v₂ = 0,233 м³/кг; р₂ = 0,6 МПа; P₃ = 2 МПа; Р₄ = 0,33 Мпа; η_t = 0,40; l₀ = 330 кДж/кг; q₁ = 825 кДж/кг; q₂ = 495 кДж/кг.

8.6 Цля цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при v — const определить параметры характерных для цикла точек, количества подведенной и отведенной теплоты, термический кпд цикла и его полезную работу, если дано:

Р₁ = 0,1 МПа; t₁ = 100° С; ε= 6; λ = 1,6; k =. 1,4.

Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять по­стоянной.

Ответ: v₁ = 1,07 м³/кг; v₂ = 0,178 м³/кг; Т₂ = 761 К; Т₃ = 1217 К; T_i = 597 К; р₃ = 1,96 МПа; р₄ = 0,156 МПа; q₁ = 329,7 кДж/кг; q₂ = 162 кДж/кг; η_t = 0,51; l₀ = 167,7 кДж/кг.

8.7 В цикле поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при v = const степень сжатия ε = 5, степень увеличения давления λ = 1,5.

Определить термический кпд этого цикла, а также цикла Карно, совершающегося при тех же предельных температурах. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость при­нять постоянной.

Ответ. 1) η_t = 0,476; 2) η_{t к} = 0,651.

8.8 Построить график зависимости термического кпд от степени сжатия для цикла поршневого двига­теля внутреннего сгорания с подводом теплоты при v = const для значений ε от 2 до 10 при k =1,37.

8.9 1 кг воздуха работает по циклу, изображенному на рисунке 43. Начальное давление воздуха р₁= 0,1 МПа, начальная темпера­тура t₁ = 27° С, а степень сжатия ε = 5. Количество теплоты, подво­димой во время изохорного сжа­тия, равно 1300 кДж/кг.

Определить параметры воздуха в характерных точках и полезную работу цикла. Теплоемкость воздуха считать постоянной.

Рисунок 43 – Цикл работы 1кг воздуха

Ответ:: v₁ = 0,86 м³/кг; ε = 0,172 м3/кг; v₄ = 0,86 м³/кг; Т₂ = 510 К; Т₃ = 2308 К; T₄ = 1350 К; р₂ = 0,85 МПа; р₃ = 3,85 МПа; Р4 = 0,45МПа; l₁ = 833 кДж/кг; l2 = 182 кДж/кг; l₀ = 651 кДж/кг.

8.10 Поршневой двигатель работает на воздухе по циклу с подводом теплоты при v = const. Начальное состояние воздуха: р₁ = 0,785 МПа и t₁ = 17° С. Степень сжатия ε = 4,6. Количество подведенной теплоты состав­ляет 100,5 кДж/кг.

Найти термический кпд двигателя и его мощность, если диаметр цилиндра d = 0,24 м, ход поршня S =. 0,34 м, число оборотов п = 21 рад/с (200 об/мин) и за каждые два оборота совершается один цикл.

Ответ: η_t = 0,457; N = 14,5кВт.

8.11Температура воспламенения топлива, подаваемого в цилиндр двигателя с изобарным подводом теплоты, равна 800° С.

Определить минимально необходимое значение степени сжатия, ε, если начальная температура воздуха t₁ = 77° С. Сжатие считать адиабатным, k = 1,4.

Ответ: ε = 16,4.

8.12 Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при р = const определить параметры в характерных точках, полезную работу, количество подведенной и отведенной теплоты и термиче­ский кпд, если дано: р₁ = 100 кПа, t₁ =70°; ε = 12; k = 1,4; р = 1,67. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.

Ответ:,V₁ = 0,98 м³/кг; v₂ = 0,082 м³/кг; v₃ = 0,14 м³/кг; р₂ = 3,24 МПа; р₄ = 0,2 МПа; q₁ = 627 кДж/кг; q₂ = 255 кДж/кг; l₀ = 372 кДж/кг; η_t = 0,593.

8.13 Найти давление и объем в характерных точках цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с под­водом теплоты при р = const, а также термический кпд и полезную работу, если дано: р₁ = 100 кПа, ε = 14; р = 1,5; k = 1,4. Диаметр цилиндра d = 0,3 м, ход поршня S =0,45 м. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость считать постоянной.

Ответ: V₁ = V4 = 0,03416 м³; V₂ = = 0,00244 м³; V₃ = 0,00366 м³; р₂ = = 4,02 МПа; р₄ = 0,176 МПа, η_t = 0,65.

8.14 Построить график зависимости термического кпд цикла с подводом теплоты при р = const от сте­пени предварительного расширения для значенир его от 1,5 до 3,5 при ε = 16 и k = 1,4.

8.15 В цикле с подводом теплоты при р = const на­чальное давление, воздуха р₁ = 0,09 МПа, температура t₁ = 47° С, степень сжатия ε = 12, степень предваритель­ного расширения ρ = 2 и V₁ = 1 м³.

Определить параметры в характерных точках цикла, количество подведенной и отведенной теплоты, работу цикла и его термический кпд Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.

Ответ: V₂ = 0,0832 м³; V₃ = 0,166 м³; р₂ = 2,92 МПа; р₄ = 0,24 МПа; Т₂ = 865 К; Т₃ = 1730 К; Т₄ = 845 К; L₀ = 478 кДж; Q₁ = 842 кДж; Q₂ = 364 кДж; η_t = 0,565.

8.16 В цикле поршневого двигателя со смешанным подводом теплоты (рисунок 45) начальное давление р₁ = 90 кПа, начальная температура t₁ = 67° С. Количество подведенной теплоты Q = 1090 кДж/кг. Степень сжатия ε = 10.

Какая часть теплоты должна выделяться в процессе при v = const, если максимальное давление составляет 4,5 МПа. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.

Рисунок 45 – Цикл в осях РV

Ответ:Q_v/Q₁ = 0,675.

8.17 Рабочее тело поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты обладает свой­ствами воздуха. Известны начальные параметры р₁ = 0,1 МПа, t₁ = 30° С и следующие характеристики цикла; ε = 7, λ = 2,0 и ρ = 1,2.

Определить параметры в характерных для цикла точ­ках, количество подведенной теплоты, полезную работу и термический кпд цикла. Рабочее тело—воздух. Теплоемкость считать постоянной.

Ответ:V₁ = 0,870 м³/кг; v₂ =0,124м³/кг; v₄ = 0,149м³/кг;р₂ = 1,52 МПа; р₃ = 3,05 МПа; р₅ = 0,26 МПа; t₂ = 387° С; t₃ = 1047° С; t₄ = 1311⁰ С; t₅ = 511⁰ С; q₁= 744,2 кДж/кг; q₂ = 348,2 кДж/кг; l₀ = 396 кДж/кг; η_t = 0,532.

8.18 Для идеального цикла газовой турбины с подво­дом теплоты при р = const (смотри рисунок 29) определить пара­метры в характерных точках, полезную работу, термиче­ский кпд, количество подведенной и отведенной' теп­лоты. Дано; р₁ = 0,1 МПа; t₁= 17° С; t₃ = 600° С; λ = P₂/P_i = 8. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость при­нять постоянной.

Ответ:V₁ = 0,831 м³/кг; v₂ = 0,189 м³/кг; v₃ = 0,313 м⁸/кг; v₄ = 1,38м³/кг; t₂ = 254° С; р₂ = р₃ = 0,8 МПа; q₁ = 350 кДж/кг; q₂ = 192,2 кДж/кг; η_t = 0,45.

8.19 Газовая турбина работает по циклу с подводом теплоты при р = const. Известны параметры; P₁ = 0,1 МПа; t₁ = 40° С; t₄ = 400° C, а также степень увеличения давления λ= 8. Рабочее тело — воздух.,

Определить параметры в характерных точках цикла, количество подведенной и отведенной теплоты, работу, совершаемую за цикл, и термический кпд. Теплоемкость считать постоянной.

Ответ: V₁= 0,9 м³/кг; р₂ = 0,8 МПа; v₂ = 0,204 м³/кг; t₂= 297° С; v₃= 0,438 м³/кг;t₃ = 948° С; V₄ = 1,93 м³/кг; q₁ = 659 кДж/кг; q₂ = 364 кДж/кг; l₀ = 296 кДж/кг; η_t = 0,45.

8.20 Газовая турбина работает по циклу с подводом тепла при р = const без регенерации (смотри рисунок 29). Известны степень повышения давления в цикле λ = p₂/P₁= 7 и степень предварительного расширения р = V₃/V₁ = 2,4. Рабочее тело— воздух.

Найти термический кпд этого цикла и сравнить его с циклом поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при р = const при одинаковых сте­пенях сжатия εb при одинаковых степенях расширения ρ. Представить цикл в диаграмме Ts.

Ответ: η_tгт == 0,426; η_{t пд} = 0,297.

 

5 Учебно-методическое и информационное обеспечение учебной дисциплины:

Основная литература

⇐ Предыдущая6789101112131415

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: