Термодинамика

Задача 1
В процессе изменения состояния 1 кг газа (воздуха) внутренняя энергия его увеличивается на Δu = 350 кДж/кг. При этом над газом совершается работа, равная l = 120 кДж/кг. Начальная температура газа t1 = 0 0С, конечное давление р2 = 3,1 МПа.
Определить для заданного газа показатель политропы n, начальные и конечные параметры, изменение энтропии Δs и изменение энтальпии Δh. Представить процесс в p - v и T - s- диаграммах. Изобразите также (без расчета) изобарный, изохорный, изотермический и адиабатный процессы, проходящие через ту же начальную точку, и дать их сравнительный анализ

Задача 2
Определить параметры рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно-изобарным подводом теплоты (смешанный цикл), если известны давление р1= 0,18 МПа и температура t1 = 64 0С рабочего тела в начале сжатия. Степень сжатия ε = 8,5, степень повышения давления λ = 1,5, степень предварительного расширения ρ = 2,5.
Определить работу, получаемую от цикла, его термический КПД и изменение энтропии отдельных процессов цикла. За рабочее тело принять воздух, считая теплоемкость его в расчетном интервале температур постоянной.
Построить в масштабе этот цикл  в p-v и T-s диаграммах

Задача 3
Показать сравнительным расчетом целесообразность применения пара высоких начальных параметров и низкого конечного давления на примере паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, определив располагаемый теплоперепад, термический КПД цикла и удельный расход пара для двух различных значений начальных и конечных параметров пара. Указать конечное значение степени сухости х2 (при давлении р2). Изобразить схему простейшей паросиловой установки и дать краткое описание ее работы. Представить цикл Ренкина в диаграммах T-s и h-s. Задачу решить с помощью h-s диаграммы. Представить графическое решение задачи в h-s диаграмме.
Дано: 1 вариант: р1 = 6,8 МПа, t1 = 400 0С, р2 = 0,5 МПа

Задача 4
Определить потери теплоты за 1 час с 1 м длины горизонтально расположенной цилиндрической трубы,     охлаждаемой свободным потоком воздуха, если известны наружный диаметр d трубы, температура стенки трубы tст и температура воздуха tв в помещении.
Дано: d = 133 мм, tст = 160 0С,  tв = 25 0C

Задача 5
Определить поверхность нагрева газоводяного рекуперативного теплообменника, работающего по противоточной схеме. Греющий теплоноситель – дымовые газы с начальной температурой tг1 и конечной tгII. Расход воды через теплообменник – Gв, начальная температура воды – tв΄, а конечная - tв’’. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы – αг и от стенки αв. Теплообменник выполнен из стальных труб с внутренним диаметром dн = 50 мм и толщиной стенки δ = 4 мм. Коэффициент теплопроводности стали λст = 62 Вт/(м К). Стенку считать чистой с обеих сторон.
Дано:
αг = 129 Вт/(м2•К); αв = 1953 Вт/(м2•К); Gв = 12,5 т/ч;
tв΄ = 15 0С; tв’’ = 75 0С; tг΄ = 470 0С; tг’’ = 420 0С;
dн = 50 мм; δ = 4 мм; λст = 62 Вт/(м•К)