П часть 2 страница

Ш Модуль

Задача 1.

Для воздуха известны комбинации процессов в p-v и T-s координатах.

Определить: 1. Параметры воздуха в характерных точках (1, 2, 3) процессов (p, v, t, u, i, s).

2. Суммарную работу процессов.

3. Суммарное изменение внутренней энергии.

4. Суммарное тепло процессов.

Представить процессы в координатах (без масштабов) (p-v, T-s, i-s)

Процессы в вариантах 1 - 10 даны в координатах p-v

Данные для решения задачи выбрать из табл. 2

Таблица 2

ВАРИАНТЫ
p1 = 10 бар	p1 = 1 бар	p1 = 1 бар	p1 = 1 бар
t1 = 30 ^0C	t1 = 30 ^0C	t1 = 30 ^0C	t1 = 30 ^0C
t1 = t3	p2 = 5 бар	t2 = 120 ^0C	p2 = 3 бар
p3 = 5 бар	p1 = p3	v3 / v1 = 5	v3 / v1 = 2
Процессы в вариантах 1 - 10 даны в координатах p-v
ВАРИАНТЫ
p1 = 1 бар	p1 = 1 бар	p1 = 10 бар	p1 = 1 бар
t1 = 30 ^0C	t1 = 30 ^0C	t1 = 300 ^0C	t1 = 30 ^0C
v3 / v2 = 4	p2 = 8 бар	v2 / v3 = 2	v3 / v2 = 4
v1 = v3	v2 / v3 = 5	v1 = v3	v1 = v3
ВАРИАНТЫ
p1 = 10 бар	p1 = 10 бар	p1 = 1,5 бар	p1 = 20 бар
t1 = 300 ^0C	t1 = 30 ^0C	t1 = 10 ^0C	t1 = 60 ^0C
t3 = t1	v1 / v4 = 4	t2 = 250 ^0C	p2 = 2 бар
v3 / v2 = 3	v1 = v3	t1 = t3	t1 = t3
Процессы в вариантах 1 - 10 даны в координатах p-v, в 11 - 30 - в T-s

ВАРИАНТЫ
p1 = 20 бар	p1 = 20 бар	p1 = 1,5 бар	p1 = 20 бар
t1 = 60 ^0C	t1 = 500 ^0C	t1 = 10 ^0C	t1 = 50 ^0C
t2 = 0 ^0C	p2 = 30 бар	v1 / v2 =2	t2 = 300 ^0C
p3 = 1 бар	v1 = v3	s1 = s3	t1 = t3
Процессы в вариантах 11 - 24 даны в T-s координатах
ВАРИАНТЫ
р1 = 2 бар	р1 = 50 бар	р1 = 50 бар	р1 = 2 бар
t1 = 10 ^0C	t1 = 100 ^0C	t1 = 100 ^0C	t1 = 10 ^0C
p2 = 75 бар	t2 = 0 ^0С	v2 / v1 = 2	t2 = 100 ^0C
t1 = t3	t1 = t3	v1 = v3	t3 = 200 ^0C
Процессы в вариантах 11 - 24 даны в координатах T-s

ВАРИАНТЫ

р1 = 20 бар	p1 = 20 бар	p1 = 20 бар	p1 = 1,5 бар
t1 = 50 ^0C	t1 = 50 ^0C	t1 = 50 ^0C	t1 = 10 ^0C
v2/v1 = 3	t1/t2 = 3	p2 = 50 бар	p2 = 8 бар
t1 = t3	t1 = t3	s1 = s3	v1 = v3

Задача 2

Газ имеет начальное состояние, определяемое параметрами [ заданы в таблице 3]. Путем изменения состояния газа по политропе с показателем n его праметры изменяются [ см. табл. 3].

Определить: 1. Параметры газа в начале и конце процесса расширения [p, v, t, u, i, s].

2. Работу газа за процесс.

3. Тепло процесса.

Построить процесс для 1 кг газа в диаграммах [p-v, T-s, i-s].

При расчетах полагать зависимость c = f (t) криволинейной.

Обозначения: G - вес,

p1 - начальное давление,

t1 - начальная температура,

p2 - конечное даавление,

v1 - начальный удельный объем,

V1 - начальный объем,

1 - начальная плотность,

V2 - конечный объем,

t2 - конечная температура,

N - число молей газа.

Данные для решения задачи выбрать из табл. 3

Таблица 3

Вариант
Газ	воздух	азот	О2	СО2	СО	SO2
G (н)	1,5	6,0		5,5	2,5
р1 (бар)				5,5		6,5
t1 (^0C)
n	1,3	0,5	1,25	0,6	1,2	0,7
p2 (бар)				1,5		2,5
Вариант
Газ	CH4	CH4	воздух	азот	О2	СО2
G (н)		4,5
р1 (бар)		4,5
t2 (^0C)
n	1,15	0,8	0,5	1,1	0.6	1,15
р2 (бар)		0,5
V1,
,кг/			1,2	1,5	1,65	1,4
V2,
Вариант
Газ	СО	SO2	CH4	CH4	CO2	воздух
р1 (бар)
n	0,7	1,2	0,8	1,25	0,9	1,3
V,
, кг/	1,85	1,35	1,15	0,9	1,45	0,85
V2,

Вариант
Газ	воздух	азот	О2	СО2	СО	SO2	CH4
р1 (бар)	5,0	7,0	9,0	5,0	9,0	5,0	10,0
n	1,8	0,5	2,0	0,6	1,6	0,7	1,75
N (кмолей)
V1, /кг	0,9	0,8	0,85	1,0	0,95	1,05	0,9
t2, ^0C	5,0		15,0

IV Модуль

Задача1

Водяной пар, имея начальные параметры р1 = 5 МПа и x = 0,9 нагревается при постоянном давлении до температуры t2, затем дросселируется до давления р3. При давлении р3 пар попадает в сопло Лаваля, где расширяется до давления р4 = 5 кПа. Определить использя i-s диаграмму: 1. Количество тепла, подведенному к пару в процессе 1 - 2;

2. Изменение внутренней энергии и энтропии, а также конечную тем-пературу t3 в процессе дросселирования t3;

3. Конечные параметры и скорость на выходе из сопла Лаваля;

4. Параметры пара и скорость в минимальном сечении сопла Лаваля;

5. Расход пара в процессе истечения 3 - 4.

Все процессы показать в i-s диаграмме.

Данные для решения выбрать из табл.4

Ответить на вопросы: 1. Как влияет на конечную степень cухости(x4) температура t2 при p3 = const?

2. Как изменится скорость истечения из сопла, если давление р3 увеличить от 0,5 до 1,4 МПа при постоянных значениях t3 и p4?

Таблица 4

Вари-ант
t2, ^0C
p3, МПа	1,4	1,3	0,9	0,8	1,2	0,7	1,1	0,6	1,0	0,5	0,65
fmin

Ва-ри-ант
t2, ^0С
p3, МПа	0,95	1,2	0,7	1,1	0,8	1,4	1,2	0,6	0,5	1,35	1,25	1,15	0,75	0,65
f min,

Задача 2

1 кг водяного пара с начальным давлением р1 и степенью сухости х1 изотермически расширяется, при этом к нему подводится тепло q. Определить, пользуясь i-s диаграммой, параметры конечного состояния пара, работу расширения, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Решить также задачу, если расширение происходит изобарно. Изобразить процессы в p-v, T-s, i-s диаграммах. Исходные данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 5.

Ответить на вопросы:

- в каком процессе (t = const или p = const) при заданных х, р1 и q работа будет больше и за счет чего?

- упростятся ли расчеты процессов t = const и p = const, если конечная точка попадет в область влажного пара?

Таблица 5

Вари- анты
р1, МПа		5,5	3,5			6,5	4,5				3,2	7,5	4,3
х1	0,97	0,92	0,96	0,91	0,95	0,91	0,94	0,92	0,93	0,91	0,9	0,95	0,92
q, кдж/кг

Вари- анты
р1, МПа	6,2	4,2	3,2	4,1	7,2	5,4	6,2	3,6	5,5	4,7
х1	0,89	0,93	0,9	0,96	0,91	0,89	0,92	0,88	0,93	0,95	0,92	0,94
q, кдж/кг

V Модуль

Задача1

Рассчитать цикл газовой установки для 1 кг воздуха с определением его параметров в характерных точках цикла, полезной работы за цикл, подведенного и отведенного тепла и термического кпд цикла. При расчете цикла теплоемкость воздуха считать постоянной.

К=1,4 R=287 Дж/кг град, Сv=0,72 кДж/кг град. Построить цикл в координатах р-v и T-s.

Данные для решения задачи выбрать из табл. 6

1. Цикл Карно II. Цикл ДВС с подводом тепла при v = const

Таблица 6

Вари-анты					Вари-анты
tmax; ^0C					Р1, бар	1,0	0,9	1,2	0,95
tmin; ^0C					t1; ^0C
Pmin; бар			1,15	1,25	=v1/v2	6,5	7,5	5,0	7,0
Pmax; бар					=P3/Р2	2,4	2,0	2,8	2,2

Ш. Цикл ДВС с подводом IV. Цикл ДВС с комби тепла при Р = const нированным подводом тепла

Вари-анты					Вари-анты
Р1, бар	0,9	1,2	0,95	1,0	P1, бар	0,9	1,1	0,95	1,2
t1, ^0C					t1; ^0C
= v1/v2					= v1/v2
= v3/v2		1,6	1,8	1,9	= P3/P2		2,3	2,2	2,4
					= v4/v3	1,5	1,35	1,4	1,3

VI. Цикл ГТУ с подводом VП. Произвольный цикл

тепла при v = const

Вари-анты					Вариа-нты
Р1, бар	0,9	1,1	1,0	1,2	п	1,35	1,35	1,35	1,35	1,35
t1; ^0C					t1; ^0C
P3, бар					= v1/v2		5,5	6,5	4,5	6,0
=Р3/P2	2,5	2,0	2,25	1,75	q 2-3 кДж/кг
					Р1, бар	0,9	1,1	0,95	1,2	1,0

Задача 2

Для теоретического цикла ГТУ с подводом теплоты при постоянном давлении определить параметры рабочего тела (воздуха) в характерных точках цикла, подведенное и отведенное тепло, работу и термичкский КПД цикла, если начальное давление р1 = 0,1 МПа, начальная температура t1 = 27 ⁰C, степень повышения давления в компрессоре r, температура газа перед турбиной t3. Определить теоретическую мощность ГТУ при заданном расходе воздуха G. Дать схему и цикл установки в p-v и T-s диаграммах.

Данные для решения задачи выбрать из табл. 7

Указание: теплоемкость воздуха принять зависящей от температуры.

Ответить на вопросы:

- как влияет температура t3 на мощность ГТУ при выбранной степени повышения давления ?

- определить ГТУ для вашего варианта задачи, если рабочее тело - гелий и объяснить влияние атомности газа на экономичность ГТУ.

Таблица 7

Вари-ант
r= Р2 Р1		8,5	6,5			9,5	7,5				6,5
t3, ^0C
G, кг/с

Вари-ант
r= Р2 Р1		8,5	7,5			8,5		6,5
t3, ^0C
G, кг/с

VIМодуль

Циклы паросиловых установок

Задача 1-а

Паросиловая установка работает по циклу Ренкина, Пар давления

р1 = 90 бар и t1 ⁰C

поступает в паровую турбину мощностью N Мвт, давление в конденсаторе которой рк, бар.

Определить:

1. Параметры (p, v, t, i, s, x, u) пара во всех точках цикла Ренкина.

2. Удельный и полный расход пара турбиной.

3. Подведенное Q1 и отведенное Q2 тепло в цикле.

4. Полную полезную работу пара в цикле L и полезную работу 1 кг пара l.

5. Расход охлаждающей воды М через конденсатор паровой турбины при нагреве на D t ⁰C.

6. КПД цикла Ренкина и Карно при данных температурах цикла.

7. Построить цикл в p-v, T-s, i-s диаграммах.

8. Для вариантов с 1 по 4 построить зависимость

Для вариантов с 4 по 8 построить зависимость

Для вариантов с 8 по 13 построить зависимость

p1, t1, pk - задается самостоятельно.

Данные для решения задачи выбрать из табл. 8

Таблица 8

Вариант
t1, C
N, МВт
рк, бар	0,02	0,05	0.08	0.025	0,04	0,07	0,03
D t, ^0C

Вариант
t1, C
N, МВт
рк, бар	0,06	0,075	0,027	0,045	0,065	0,032
D t, ^0C

Задача 1-б

Паросиловая установка работает по регенеративному циклу с двумя отборами пара при р¢1 и p¢2 бар. Параметры свежего пара р1 и t1 C, давление отработавшего пара р2. Определить полезную работу цикла, термический КПД, удельный расход пара. Полученные величины сравнить с величинами установки, работающей без регенерации тепла в тех же условиях, и сделать соответствующие выводы. Дать схему установки и показать ход решения задачи в координатах i-s.

Построить зависимость

p¢ - давление отбора, n - число отборов, р` - задастся самим.

Данные для решения задачи выбрать из табл. 9

Таблица 9

Варианты
р1, бар
t1 ^0C
p2, бар	0,04	0,05	0,06	0,04	0,05	0,06	0,04	0,05	0,06	0,04	0,05	0,06
p¢1, бар						3,5						2,8
p¢2, бар				3,5	2,8	1,8		2,4	1,6	2,6	2,2	1,2

Дата добавления: 2015-08-31