Теплообмен и теплопередача

Задание №1: Газовые теплоемкости и смеси

Смесь газов  имеет объемный состав:

O2 – 10,5%, N2 – 73%, CO2 – 11,5%, H2O–5%

(продукты  сгорания дизельных двигателей)

давление смеси 2650 мм.рт.ст. =

объем смеси  2,4 м³

нач. температура 850 º С = 1123 K; конеч. температура 300 º С = 573 K

 

Определить:

• массовый состав смеси
• газовые постоянные компонентов и смеси
• кажущийся молекулярный вес смеси
• массы и парциальные давления компонентов
• плотность и удельный объем компонентов и смеси при заданных и нормальных физических условиях
• истинные теплоемкости смеси (мольную, объемную, массовую)

      для температуры 850 º С = 1123 K при p=const и v=const

• средние теплоемкости смеси (мольную, объемную, массовую) и затрату теплоты на охлаждение смеси до 300 º С = 573 K при p=const и v=const

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N		Ri	gi	mi		Vi	μi	ρi	ρiн	Viн	сpi	сvi
				кг	Па	м³				м³
1	O2	259,8	0,122	0,327	0,3664	0,252	32	1,29	3,543	0,0921	1,461	0,881
2	N2	297	0,687	1,833	2,548	1,752	28	1,046	0,41	4,464	1,076	0,779
3	CO2	189	0,17	0,454	0,4014	0,276	44	1,645	4,098	0,0111	1,022	0,833
4	H20	462	0,03	0,081	0,1745	0,12	18	0,675	3,868	0,021	2,006	1,544
	смеси	279,38	1	2,67		2,4		1,1125			1,151	0,831

 

Задание №2: Газовый цикл

Цикл поршневого двигателя (газотурбинной установки)

имеет следующие характеристики:

n1=1,32

n2=1,28

λ=1,5

p=1,9

Начальная температура 0 º С

Давление 0,9 бар.

Принимая  за рабочее тело воздух (cp=1,004 кДж/(кг.град.); cv=0,716 кДж/(кг.град.);

R=287 Дж/(кг.град.)), требуется определить:

1). параметры цикла p, v, t, u, s, i для основных точек цикла

2). c, Δu, Δi, Δs, q, l для каждого процесса, входящего в цикл

3). найти работу цикла ln, термический КПД цикла ηi и среднее индикаторное давление

4). среднеинтегральные температуры  процессов

5). изобразить цикл на Ts-диаграмме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

	P	T	V	U	i	S	ΔU	Δi	l	q	Ti
(1) 1-2		273	0,871	195,5	274,1	30,24	269,5	378	-337	-103,7	0,664
(2) 2-3		649	0,0581	465	652	-126	232	326	0	232	0,797
(3) 3-4		974	0,0581	697	978	165	628	1120	250	878	1,36
(4) 4-5		1851	0,11	1325	1858	810	-602	-817	834,4	232,2	0,48
(5) 5-1		1037	0,871	723	1041	326,5	-527,5	-767	0	-527,5	1,78

 

 

 

 

 

 

Задание №3: Истечение газов

Через расширяющееся сопло протекает газ CO2

µ=189 Дж/(кг.град)

Начальные параметры:

Давление 12 бар.

Температура 1300 º С=1573 K

Скорость 60 м./сек.

Давление на выходе 0,7 бар.

Расход газа 3300 кг/ч

 

Определить:

1). параметры на входе, выходе и в критическом сечении

2). критическую скорость и скорость истечения

3). размеры сопла, принимая углы  конусности α1=43 º, α2=6 º30΄=6,5 º

4). располагаемую работу

Расчет истечения провести без  учета сопротивлений