Решение. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть 2 м3 воздуха при постоянном избыточном давлении р=0,2 МПа от t1=100 ºС до t2=500 ºС?

П-6.4

Решение.

П-6.3

Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть
2 м³ воздуха при постоянном избыточном давлении р =0,2 МПа от t₁= 100 ºС до t₂= 500 ºС? Какую работу при этом совершает воздух?

Давление атмосферы принять равным 101325 Па.

Согласно уравнению (6.10):

.

Пользуясь приложением Д, находим

= 1,0061 кДж/(кг·К);

=1,0387 кДж/(кг·К),

следовательно,

кДж/(кг·К).

Массу воздуха определяем из характеристического уравнения

кг.

Таким образом,

Q_р=Мq_p= 5,63·418,7=2357 кДж.

Количество теплоты можно получить не только по массе воздуха, но и по его объему. В этом случае уравнение (6.10) следует написать так:

.

Пользуясь приложением Д, получаем

= =1,3004 кДж/(м³·К).

= =1,3427 кДж/(м³·К).

Тогда

= 1,3427·500-1,3004·100=5410,4 кДж/м³.

Объем воздуха должен быть приведен к нормальным условиям. Согласно уравнения (2.11)

м³.

Таким образом,

Q_р=q_pV_Н= 541,4·4,35=2356 кДж.

Работа газа по уравнению (6.8)

L=MR(t₂-t₁)= 5,63·287·400=646,3 кДж.

1 кг воздуха при р₁ = 0,5 МПа и t₁ = 111 ºС расширяется политропно до давления р ₂ = 0,1 МПа.

Определить конечное состояние воздуха, изменение внутренней энергии, количество проведенной теплоты и полученную работу, если показатель политропы n = 1,2.

Определяем начальный объем воздуха (2.6):

м³/кг.

Конечный объем воздуха находим из уравнения (6.30):

м³/кг.

Конечную температуру проще всего получить из характеристического уравнения (2.6)

К.

Величину работы находим из уравнения (6.33):

кДж/кг.

Изменение внутренней энергии (6.32)

кДж/кг.

Количество теплоты, сообщенной воздуху, по уравнению (6.38):

кДж/кг.

Нетрудно видеть, что в этом процессе внешняя работа совершается за счет подведенной теплоты и уменьшения внутренней энергии. Исходя из этого, можно проверить полученные результаты следующим образом:

кДж/кг.

Этот же результат нами получен выше другим путем.

Дата добавления: 2015-05-09