Задача 1

Газовая смесь массой m, имеющая начальную плотность 0,9 кг/м3, в ходе политропного процесса сжимается от давления 0,1 МПа до давления Рк. При этом её температура достигает значения Тк. Определить: 

- удельную газовую постоянную смеси; - показатель политропы сжатия;

- подводимую теплоту, изменение внутренней энергии и энтальпии, а также работу, совершенную газом;

- изобразить процесс сжатия на обобщенных Р-v и T-s диаграммах. 

* Температурной зависимостью теплоемкости пренебречь.

* Смесь считать идеальным двухатомным газом. 

* Контроль вычислений энергетических характеристик процесса выполнить по первому закону термодинамики.

Задача 2

Произвести термодинамический расчет многоступенчатого поршневого компрессора, производящего G кг в секунду сжатого до давления Рк воздуха, если предельно допустимое повышение температуры газа в каждой ступени t, а сжатие происходит с показателем политропы n. Состояние воздуха на входе в компрессор: P1 = 0,1 МПа; t1 = 27 С. В промежуточных теплообменниках сжатый воздух охлаждается изобарно до первоначальной температуры t1. Определить:

- количество ступеней компрессора;

- температуру воздуха после сжатия в каждой ступени;

- количество теплоты, отводимое в систему охлаждения цилиндров компрессора и в промежуточных теплообменниках;

- объемную производительность компрессора по входу и выходу. 

* Компрессор считать идеальным, трением и вредным пространством пренебречь.

* Степень повышения давления в каждой ступени компрессора считать одинаковыми.

Задача 3

Рассчитать цикл теплового двигателя с максимальной температурой рабочего тела t3, в котором сжатие и расширение рабочего тела осуществляются по политропам с показателями n1 и n2 соответственно. Определить: - параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла;

- подведенную и отведенную теплоту;

- работу цикла и его КПД;

- построить P-v диаграмму цикла.

* В качестве рабочего тела рассматривать воздух, зависимостью его теплоемкости от температуры - пренебречь.

* Начальное состояние рабочего тела соответствует нормальным условиям.

Задача 4

По стальной трубе, с внешним диаметром dн и толщиной стенки  течет вода, средняя температура которой tв. По внутренней (или наружной) поверхности труба покрыта слоем накипи ?нак=0,8 Вт/(м К), толщиной 2 мм. Снаружи трубопровод охлаждается воздухом с температурой tвоз при коэффициенте теплоотдачи 2. Коэффициент теплоотдачи от воды к стенке трубопровода 1 , коэффициент теплопроводности материала трубы ?тр=28 Вт/(м К). Определить:

- коэффициент теплопередачи;

- погонный тепловой поток;

- температуры на поверхностях трубы и накипи;

- построить график изменения температуры по толщине трубопровода.

* Тепловой режим считать стационарным.

* Лучистым теплообменом пренебречь.