Розділ 8

Задачі рівня складності A

Теплота згоряння 1кг дизельного палива 42000 . Визначити роботу, яку можна отримати за рахунок цього палива при використанні його в тепловому двигуні з к.к.д. 40 %. \\\\\\ Q=42·10⁶·1=42·10⁶ Дж; L=Q·η=42·10⁶·0,4=16,8 МДж.

В циклі двигуна внутрішнього згоряння з ізохорним підведенням теплоти підвищення тиску в процесі стиску  = 16. Визначити міру стискування . Робоче тіло – повітря. \\\\\\

В циклі двигуна внутрішнього згоряння з підведенням теплоти при сталому об’ємі міра стискування  = 7,25. Визначити термічний к.к.д. циклу. Робоче тіло – повітря. \\\\\\ η= 0,547.

В циклі двигуна внутрішнього згоряння з ізохорним підведенням теплоти міра стискуванння  = 7,25. Визначити кількість підведеної питомої теплоти в цикл, якщо в процесі відведення теплоти температура зменшується від 400 ⁰С до 100 ⁰С. Робоче тіло – повітря. \\\\\\ q₂=c_υ·(T₄-T₁)=(400-100)·286,7/(1,4-1)=215025 Дж/кг; η= 0,547; q₁=q₂/(1-η) =215025/(1-0,547)=474,67 кДж/кг.

Визначити термічний к.к.д. циклу ГТУ з ізобарним підведенням теплоти, якщо міра підвищення тиску  = 8. Робоче тіло – двоатомний газ. \\\\\\ η= 0,448.

Визначити термічний к. к. д. циклу ГТУ з підведенням теплоти при постійному тиску підводиться 500 кДж/кг теплоти, а корисна робота 255 . Робоче тіло – повітря. \\\\\\ η=l_ц/q₁=255/500=0,51.

Термічний к. к. д. ГТУ з ізобарним підведенням теплоти = 0,51. Визначити міру підвищення тиску. Робоче тіло двоатомний газ. \\\\\\ β= 12,14.

Для циклу поршневого двигуна внутрішнього згоряння з підводом теплоти при p = const визначити корисну роботу циклу, якщо задано: t₁ = 70 ⁰С; міра стиску  = 12; міра попереднього розширення  = 1,67. Робоче тіло – повітря. Теплоємність прийняти постійною. \\\\\\ T₃=T₁·ε^k-1·ρ=343·12^1,4-1·1,67=1547,7 K; T₂=T₃/ρ=1547,7/1,67=926,76 K; q₁=(T₃-T₂)·k·R/(k-1)=(1547,7-926,76)·1,4·286,7/(1,4-1)=623083,7 Дж; η= 0,586; l=q₁·η=623083,7·0,586=365127 Дж.

Для циклу поршневого двигуна внутрішнього згоряння з підводом теплоти при p = const визначити кількість відведеної питомої теплоти, якщо задано: t₁ = 70 ⁰С; міра стискування  = 12; міра попереднього розширення  = 1,67. Робоче тіло – діоксид вуглецю. Теплоємність прийняти постійною. \\\\\\ T₃=T₁·ε^k-1·ρ=343·12^1,29-1·1,67=1178 K; T₂=T₃/ρ=1547,7/1,67=705 K; q₁=(T₃-T₂)·k·R/(k-1)=( 1178-705)·1,29·(8314/44)/(1,29-1)=397,1 кДж/кг; η= 0,472; =209,6 кДж/кг.

Для ідеального циклу поршневого двигуна внутрішнього згоряння з підводом теплоти при υ = const визначити отриману роботу, якщо задано t₁ = 20 ⁰С; міра стискування  = 5,6; міра підвищення тиску  = 3,33. Робоче тіло – азот. Теплоємність не залежить від температури.-----Для ідеального циклу поршневого двигуна внутрішнього згоряння з підводом теплоти при υ = const визначити отриману роботу, якщо задано p₁ = 0,1 МПа; t₁ = 20 ⁰С; степінь стискування  = 3,6; степінь підвищення тиску  = 3,33; k = 1,4. Робоче тіло – азот. Теплоємність прийняти постійною. \\\\\\ =469,6 кДж/кг.

Визначити витрату повітря системі охолодження двигуна внутрішнього згорання потужністю N = 75 кВт, якщо теплота, яка відводиться при сталому тиску становить 75 % роботи двигуна, а температура повітря підвищується на 15 ⁰C. \\\\\\ L=75·10³ Дж; Q=L·0,75=75·10³·0,75=56250 Дж; m=Q/(c_p·(T₂-T₁))= =3,737 кг; G=3,737 кг/с або 13453 кг/год.

В циліндрі дизеля міра стиску ε = 16. Визначити температуру t₂ в кінці стиску, якщо на початку процесу t₁ = 80 ⁰C. Показник адіабати k = 1,4. \\\\\\ T₂= T₁·(V₁/V₂)^k-1=353·(16)^1,4-1=1070,1 К.

В циліндрі газового двигуна внутрішнього згорання робоча суміш стискується з підвищенням температури від 80 ⁰C до 450 ⁰C. Визначити показник політропи стиску, якщо міра стиску в двигуні V₁/V₂ = 8. \\\\\\ =1,345.

Задачі рівня складності B

Яка буде витрата повітря в системі охолодження двигуна внутрішнього згоряння потужністю 38 . Якщо теплота, що відводиться становить 75 роботи двигуна. А температура охолоджуючого повітря зростає на 15 ? \\\\\\ L=38·10³ Дж; Q=L·0,75=38·10³·0,75=28500 Дж; m=Q/(c_p·(T₂-T₁))= =1,894 кг; G=1,894 кг/с або 6818,4 кг/год.

Визначити к. к. д. паротурбінної установки, якщо при потужності 100 МВт вона витрачає 29000 м³/год природного газу з теплотою згоряння = 33,5 . \\\\\\ V=29000/3600=8,055 м³; Q₁= ·V=33,5·10⁶·8,055=269,86 МДж; L=10⁸ Дж; η=L/Q₁=10⁸/269,86·10⁶=0,37.

ДВЗ працює з підведенням теплоти в процесі . Перед запалюванням тиск гарячої суміші був 12 бар, а температура t₁ = 400 . Визначити температуру в кінці згорання, якщо тиск продуктів згоряння p₂ = 40 бар. \\\\\\ T₂=T₁·(p₂/p₁)=673·(40/12)=2243,3 K.

В циліндрі дизеля відношення об’ємів повітря на початку і в кінці стискування . Визначити температуру в кінці адіабатного стискування, якщо початкова температура t₁ = 80 . \\\\\\ T₂= T₁·(V₁/V₂)^k-1=353·(16)^1,4-1=1070,1 K.

Визначити корисну роботу в циклі двигуна внутрішнього згоряння з ізохорним підведенням теплоти з мірою стискування 8. Кількість питомої теплоти яка підводиться в цикл q₁ = 1125 . Робоче тіло – повітря. \\\\\\ η= 0,565; l₀=q₁·η=1125·0,565=635,6 .

В циклі двигуна внутрішнього згорання з ізобарним підведенням теплоти міра стискування  = 16, міра ізобарного розширення  = 1,795. Визначити корисну питому роботу циклу, якщо питома теплота яка підводиться в цикл 850 . Робоче тіло – повітря. \\\\\\ η= =0,624; l₀=q₁·η=850·0,624=530,4 .

В цикл ГТУ з ізобарним підведенням теплоти і термічним к. к. д. = 0,415 підводиться q₁ = 658 кДж/кг теплоти. Визначити кількість відведеної теплоти. \\\\\\ =384,9 кДж/кг.

Термічний к.к.д. циклу ГТУ із ізобарним підведенням теплоти ₁ = 0,415, а кількість відведеної теплоти із циклу q₂ = 385 кДж/кг. Визначити кількість відведеної теплоти q₁. \\\\\\ q₁=q₂/(1-η)=658,1 кДж/кг.

В циклі ГТУ з підведенням теплоти при υ = const початкові параметри робочого тіла p₁ = 1 бар, Т₁ = 300 К. Міра підвищення тиску в адіабатному процесі стиску p₂/p₁ = 10; k = 1,4. Температура в третій точці 1000 К. Визначити к. к. д. циклу. \\\\\\ T₂= 579,2 K; λ=T₃/T₂=1000/579,2=1,726; η= =0,525.

В циклі ГТУ з підведенням теплоти при υ = const початкові параметри робочого тіла p₁ = 0,1 МПа і t₁ = 27 ⁰С. Міра підвищення тиску в адіабатному процесі стискування p₂/p₁ = 10. Температура в третій точці 1000 К. Визначити кількість підведеної питомої теплоти в циклі. Робоче тіло – повітря, теплоємність від температури незалежна. \\\\\\ T₂= 579,2 K; q₁=c_υ·(T₃-T₂)=(1000-579,2)·286,7/(1,4-1)=301608,4 Дж/кг.

Задачі рівня складності C

В циклі двигуна внутрішнього згоряння із ізохоричним підведенням теплоти міра стиску  = 8. Визначити кількість питомої теплоти, яка підводиться в цикл, якщо кількість питомої теплоти яка відводиться з циклу q₂ = 490 . Робоче тіло – повітря. \\\\\\ η= 0,565; q₁=q₂/(1-η)=1126,4 кДж/кг.

Для ідеального циклу ГТУ з підведенням теплоти при р = const міра підвищення тиску  = 10, а кількість підведеної питомої теплоти 424 кДж/кг. Визначити корисну роботу циклу. Робоче тіло 2-х атомний газ. \\\\\\ η= =0,482; l₀=q₁·η=424·0,482=204,368 кДж/кг.