Шифр 71. Заносим в таблицу значения объемных долей, молекулярные массы газов

  • ID: 34499 
  • 13 страниц

Фрагмент работы:

Шифр 71. Заносим в таблицу значения объемных долей, молекулярные м…

Контрольная работа №1. Вариант 71

Задача 1

Дано:

Решение:

Заносим в таблицу значения объемных долей..., молекулярные массы газов... и изобарные объёмные теплоёмкости газов при... и...

Газ............

Углекислый газ... 12 44 2,1098 1,7687

Кислород... 20 32 1,4422 1,3404

Азот... 60 28 1,3651 1,3056

Окись углерода... 8 28 1,3791 1,3095

Изобарные объёмные теплоёмкости газов... и... при... и... являются справочными данными и выбираются из (Рабиновича О.М.. Сборник по технической термодинамике, М: Машиностроение, 1973г., 344с.)

Определяем объемные теплоемкости смеси в начале и конце охлаждения

Количество тепла, отданное смесью в процессе охлаждения

Молекулярная масса смеси

Определим массовые доли газов в смеси:

Проверка:...0,172+0,208+0,547+0,073=1,0.

Газовая постоянная смеси

где... - универсальная постоянная.

Абсолютная температура газа:

Удельный объем при начальных условиях:

Плотность смеси при начальных условиях:

Массовый расход смеси

Задача 2

Род газа - ацетилен...

Решение:

1. Начальное состояние газа

Справочные данные выбираем из (Рабиновича О.М.. Сборник по технической термодинамике, М: Машиностроение, 1973г., 344с.)

- газовая постоянная

Абсолютная температура:

Удельный объем газа в начальной точке:

Полный объем газа в начальной точке:

- газ расширяется

2. Изотермический процесс сжатия газа

При изотермическом процессе для начального и конечного состояний газа... справедливо равенство:.... Выражение следует из основного уравнения Менделеева - Клапейрона:....

Давление в конце процесса

Работа, выполненная в процессе сжатия газа

Знак "минус" показывает, что газ сжимается внешними силами. При изотермическом сжатии от газа отводится теплота в количестве, равном затраченной работе сжатия

Температура газа не изменяется, поэтому внутренняя энергия газа также не изменяется...

Изменение энтропии

Теплоемкость процесса..., показатель политропы...

3. Адиабатный процесс сжатия газа

Адиабатный процесс характеризуется уравнением..., где... - показатель адиабаты. В нашем случае... - показатель адиабаты для ацетилена.... Связь между начальными и конечными параметрами процесса... и...:....

Связь между начальными и конечными параметрами процесса... и...:....

Конечное давление равно....

Работа сжатия газа

Изменение внутренней энергии

- процесс происходящий без теплообмена с окружающей средой, теплоёмкость процесса...

4. Политропный процесс сжатия газа

Политропный процесс характеризуется уравнением..., где... - показатель политропы. Запишем известные параметры:

Определяем показатель политропы из соотношения между начальными и конечными параметрами процесса... и...:

Конечную температуру газа определяем из соотношения между начальными и конечными параметрами процесса... и...:

Работа процесса сжатия

Мольная изохорная теплоёмкость многоатомных газов

Молярная масса ацетилена...

Массовая изохорная и изобарная теплоёмкости

Изменение внутренней энергии

Количество теплоты отведенной от газа

Изменение энтропии

Результаты расчетов сводим в таблицу

5. Таблица результатов расчетов

Параметр Вид процесса

Изотермический Адиабатный Политропный

1 1,29 -3,21

0,64 0,64 0,64

598 598 598

0,298 0,298 0,298

0,49 0,46 1,5

598 553,8 1826,9

0,389 0,389 0,389

50,61 93,12 93,12

0 -93,12 1373,3

50,61 0 1466,5

0,085 0 1,334

6....

7. Выводы

Работа расширения газа по политропе, сравнима с работой при адиабатическом расширении газа и близка с изотермическим расширением газа, однако политропный процесс требует большого количества тепла при достаточно высокой конечной температуре.

При адиабатном процессе нет теплообмена с окружающей средой, поэтому вся выполненная работа расширения газа переходит в его внутреннюю энергию и температура газа понижается.

Изотермический процесс по своим параметрам располагается ниже политропного и выше адиабатического процессов по затраченной работе расширения газа.

Задача 3

Дано:

Решение:

H-d диаграмма берется из любого учебника, например, (Рабиновича О.М.. Сборник по технической термодинамике, М: Машиностроение, 1973г., 344с.). С диаграммы снимаются параметры для газа в зависимости от исходных данных варианта, после чего строится на диаграмме процессы 1,2,3 и находятся требуемые неизвестные.

В H-d-диаграмме находим точку 1 на пересечении линий... и определяем начальное влагосодержание... и энтальпию....

Так как подогрев воздуха происходит при неизменном влагосодержании, то проведя линию d = const (вверх из точки 1), находим на пересечении её с линией... точку 2, характеризующую состояние воздуха после подогрева:....

Процесс в сушилке происходит при постоянной энтальпии, поэтому из точки 2 проводим линию... до пересечения ее с изотермою..., где отмечаем точку 3:.......

Изменение влагосодержания на 1 кг сухого воздуха составляет:...

Для испарения одного килограмма влаги... потребуется сухого воздуха...

Расход теплоты на нагрев 1 кг воздуха составляет...

Расход теплоты на 1 кг непареной влаги составляет....

H-d-диаграмма

Контрольная работа №2, вариант 71

Задача 1

Решение:

1) Записываем параметры сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении

Данные берутся из учебника (Рабиновича О.М.. Сборник по технической термодинамике, М: Машиностроение, 1973г., 344с.).

и температуре... - плотность... - теплопроводность...- критерий Прандтля... - кинематическая вязкость.

2) Площадь сечения трубы...

Объемный расход воздуха в трубе...

Скорость течения воздуха в трубе и критерий Рейнольдса

- течение турбулентное, критерий Нуссельта определяем по формуле:

Средний коэффициент теплоотдачи...

Определяем площадь внутренней поверхности трубы и тепловой поток от воздуха к стенке трубы:

3) Скорость протекания воздуха в трубе увеличилась в два раза

- увеличение коэффициента теплоотдачи

4) Диаметр трубы уменьшается в два раза

- увеличение коэффициента теплоотдачи

Задача 2

Решение:

1. Изображаем график изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена

2. Площадь поверхности теплообмена определяем по формуле

Диаметр труб (наружной и внутренней):...

Отношение между диаметрами...Поэтому коэффициент теплопередачи через цилиндрическую стенку определяем по более простой формуле теплопередачи через плоскую стенку:

3. Противоток

Определяем среднелогарифмический температурный напор:

где... - больший и меньший температурный напоры на входе или выходе теплообменника

Площадь поверхности теплообмена

Прямоток

Преимущество противопоточной схемы в том, что за счет большего температурного напора она требует меньшей поверхности теплообмена, что экономически и технически выгодно.

Задача 3

Решение:

Объем печи...

Площадь поверхности всей печи...

Определяем парциальное давление углекислого газа СО2 и водяных паров Н2О.

Парциальным называется давление, которое имел бы газ, если бы один занимал весь объем.

Определяем среднюю длину пути луча для газового слоя в объеме печи

Произведение парциальных давлений на средний путь луча:

Степень черноты (коэффициент излучения) CO2 и H2O при температуре газов... определяем по графикам [7, c. 189, 190]:....

Степень черноты (коэффициент излучения) газовой смеси:

где...- поправочный коэффициент на парциальное давление водяного пара [7, c.190]

Определяем плотность излучения газов..., где... - постоянная Стефана-Больцмана.

Плотность излучения стенок

Плотность результирующего излучения (от стенок к газу):

На один кубический метр пода приходится излучения:

Список литературы