Второе начало термодинамики Круговые процессы тепловых машин Цикл Карно

35. К газу в круговом процессе подводится теплота в количестве 250 кДж. Термический КПД цикла равен 0,46. Подсчитать полученную при этом работу изменения объема. Ответ: 115 кДж.

36. В результате совершения кругового процесса тепловой двигатель совершает работу, равную 60 кДж, а теплоприемнику отдает теплоту в количестве 42 кДж. Найти термический КПД этого кругового процесса. Ответ: 0,588.

37. Найти работу цикла Карно и количество теплоты, передаваемой теплоприемнику, при следующих условиях: температура по верхней изотерме равна 200С, а по нижней изотерме 10С. Количество подводимой теплоты от теплоотдатчика 1,7 МДж. Ответ: 0,67 МДж; 1,02 МДж.

38. Воздух совершает прямой цикл Карно в интервале температур от 250 до 30 С. Максимальное давление в цикле 1 МПа, а минимальное 120 кПа. Исследовать цикл. Ответ: v₁ = 0,15м³/кг; v₂ = 0,185 м³/кг; v₃ = 0,725 м³/кг; v₄ = 0,588 м³/кг; p₂ = 811 кПа; p₄ = 145 кПа; l₀ = 13,22 кДж/кг; _t = 0,42;  = 31,43 кДж/кг;  = 18,21 кДж/кг.

39. Воздух совершает прямой цикл Карно при следующих данных: p₂ = 0,5 МПа; p₁ = 1 МПа; T₁ = 1273K; l₀ = 83,8 кДж/кг. Найти подведенную и отведенную теплоту, температуру теплоприемника и термический КПД. Ответ: 253 кДж/кг, 169 кДж/кг, 853 К, 0,331.

Процессы компрессорных машин

35. Компрессор, имеющий подачу 500 м³/ч, подает охлажденный до начальной температуры сжатый воздух давлением 0,5 МПа. Наружное давление 0,1 МПа при температуре 27С. Найти подводимую теоретическую мощность при изотермическом, политропном (n = 1,25) и адиабатном сжатии. Ответ: 21,9 кВт; 25,9 кВт; 27,9 кВт.

36. Компрессор всасывает воздух объемом 500 м³/ч, давлением 0,1 МПа и температурой 17С. В компрессоре воздух изотермически сжимается до давления 0,9 МПа. Определить объем цилиндра компрессора и теоретическую подводимую мощность, если частота вращения вала компрессора 100 об/мин. Ответ: 83,8 л; 29,9 кВт.

37. Воздушный компрессор всасывает 500 м³/ч воздуха давлением 0,1 МПа при температуре 17С. Поступивший в цилиндр воздух адиабатно сжимается до давления 0,9 МПа. Найти конечную температуру сжатия, объем цилиндра и подводимую теоретическую мощность, если частота вращения вала компрессора 100 об/мин. Ответ: 543 К; 83,3 л; 41,6 кВт.

38. Компрессор подает воздух массой 500 кг/ч, охлажденный до начальной температуры и сжатый до 0,8 МПа. Давление в цилиндре компрессора в начале сжатия 93 кПа при температуре 27С. Сжатие происходит по политропе с показателем 1,3. В результате улучшения охлаждения стенок цилиндра компрессора показатель политропы понизился до 1,2. Найти экономию в подводимой мощности, полученную от улучшения охлаждения стенок цилиндра. Ответ: 3,46 кВт или 10,5%.

39. Компрессор всасывает 250 м³/ч воздуха давлением 90 кПа при температуре 25С и сжимает его до 0,8 МПа. Каков должен быть объемный расход воды, пропускаемый через рубашку компрессора за 1 ч, если сжатие происходит по политропе с показателем 1,2, а температура воды в рубашке компрессора повышается на 15 К. Ответ: 370 л/ч.

40. Массовая подача воздуха, сжимаемого в трехступенчатом компрессоре, составляет 250 кг/ч при давлении 8 МПа. Найти теоретическую подводимую мощность, необходимую для обеспечения такой подачи воздуха. Сжатие считать адиабатным. Давление всасываемого воздуха 95 кПа, а его температура 17С. Ответ: 31,8 кВт.

41. Трехступенчатый компрессор всасывает воздух объемом 60 м³/ч, давлением 80 кПа при температуре 27С и сжимает его до 10 МПа. Найти объемную подачу по сжатому воздуху и теоретическую мощность компрессора.

42. При пуске в ход дизеля был израсходован весь запас сжатого воздуха. Для восполнения израсходованного воздуха был пущен в ход двухступенчатый компрессор мощностью 2,9 кВт. Определить время, необходимое для этого, если вместимость пускового баллона, из которого забирался воздух для пуска, составляет 100 л; давление воздуха в баллоне при температуре 27С перед началом заполнения 0,1 МПа, а в конце заполнения 4,3 МПа. При подсчете принять, что давление в цилиндре нагнетания давления компрессора в начале сжатия 90 кПа. Температура воздуха в начале сжатия в обеих ступенях 27С. Работа в них разделена поровну. Сжатие происходит по политропе с показателем 1,3. Ответ: 11,8 мин.