Шифр 09. Заносим в таблицу значения объемных долей, молекулярные массы газов. и изобарные объёмные теплоёмкости газов

  • ID: 43523 
  • 13 страниц

Фрагмент работы:

Шифр 09. Заносим в таблицу значения объемных долей, молекулярные м…

Контрольная работа №1, Вариант 09

Задача 1

Дано:

Решение:

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

Газ............

Углекислый газ... 18 44 2,1311 1,800

Кислород... 22 32 1,4499 1,3457

Азот... 55 28 1,3716 1,3074

Окись углерода... 10 28 1,3862 1,3119

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:...0,2389+0,2123+0,4644+0,0844=1,0.

Газовая постоянная смеси

где... - универсальная постоянная.

Абсолютная температура газа:

Удельный объем и плотность смеси при начальных и конечных условиях:

Плотность смеси при начальных и конечных условиях:

Массовый расход смеси

Задача 2

Дано:

Род газа - водород...

Решение

1. Начальное состояние газа

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

- газовая постоянная для водорода....

Абсолютная температура газа:

Удельный объем газа:

Полный объем газа:

- газ сжимается.

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 расширения газа:

Знак " - " показывает, что работа производится над газом (газ сжимают внешние силы). 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... для изотермического процесса.

3. Адиабатный процесс сжатия газа

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

Для водорода показатель адиабаты....

- начальные данные (уже найдены!)

Из уравнения адиабаты находим конечную температуру...

(Смотри любой учебник по теплотехнике!)

Конечное давление

Работа сжатия газа

Изменение внутренней энергии

- процесс происходящий без теплообмена с окружающей средой, теплоёмкость процесса... при адиабатном сжатии газа.

4. Политропный процесс сжатия газа

Запишем известные параметры

Определяем показатель политропы n:

(Смотри любой учебник по теплотехнике!)

Подставляем известные данные в уравнение:

Конечная температура газа

Работа процесса сжатия

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

Молярная изохорная теплоемкость водорода:...

Молекулярная масса водорода...:...

Массовая изохорная теплоемкость:

Массовая изобарная теплоемкость

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 1,4 0,48

0,5 0,5 0,5

423 423 423

3,489 3,489 3,489

5,18 4,55 1,53

423 1077,4 362,1

0,337 0,337 0,337

-4077,43 527,88 166,77

0 -527,88 -677,82

-4077,43 0 -511,05

-9639,33 0 -3,061

6....

7. Вывод

Значение выполненной работы при изотермическом процессе газ сжимается и происходит отвод достаточно большого количества тепла.

При адиабатическом процессе вся совершенная работа идет на изменение внутренней энергии при высокой температуре газа по сравнению с изотермическим и политропным процессами.

В политропном процессе совершенная работа идет на отвод тепла и уменьшение внутренней энергии при температуре близкой температуре в изотермическом процессе.

Задача 3

Решение:

H - d диаграмма берется из любого учебника. 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 Hd-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..., берем точку... так как при... точка 3 не строится. Тогда 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

Задача 1

Решение:

1) Записываем параметры сухого воздуха при нормальном атмосферном давлении... и температуре... - плотность... - теплопроводность...- критерий Прандтля... - кинематическая вязкость.

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

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

Вывод:

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