Контрольная Термодинамика задачи-04, номер: 102827

"Задача №1.
Смесь, состоящая из кислорода О2 и азота N2, задана массовыми долями Wo2 и WN2. Имея начальные параметры – давление P1 = 0,5 МПа и температуру t1 = 90ºС, смесь расширяется адиабатно до объема V2 = n•V1. Масса смеси равна М. Определить: газовую постоянную смеси, ее начальный V1 и конечный V2 объемы; конечные параметры P2, V2, Т2; изменение внутренней энергии; работу расширения.
Дано:
Wo2 = 0,5;
WN2 = 0,5;
М = 1кг;
n = 1,5
Задача №2
Рабочее тело (молекулярный кислород О2) совершает прямой термодинамический цикл, состоящий из следующих процессов: изобарного (1-2), изотермического (2-3), изобарного (3-4) и изохорного (4-1). В узловых точках цикла (1,2,3,4) известны значения лишь некоторых параметров состояния газа. Определить:
- недостающие значения параметров состояния в узловых точках;
- полную работу цикла (как сумму работ составляющих его процессов);
- теплоту, подводимую к телу на стадии его расширения;
- теплоту, отводимую от рабочего тела на стадии сжатия;
- КПД цикла;
- в системе координат PV построить график цикла.
Дано:
Р1 = 0,8•105 Па;
V1 = 1,1 м3/кг;
V2 = 2,1 м3/кг;
V3 = 4,0 м3/кг.
Задача №3
Водяной пар с начальными параметрами Р1 = 5 МПа, Х1 = 0,9 нагревается при постоянном давлении до температуры t2, затем при постоянной энтальпии дросселируется до давления P3. При давлении Р3 пар поступает в сопло Лаваля, где расширяется при постоянной энтропии до давления Р4 = 5 кПа.
Используя is – диаграмму пароводяной системы, определить: количество теплоты, подведенной к пару в процессе (1-2), изменение внутренней энергии и температуру t3 в процессе (2-3), конечные параметры пара: V4, ρ4, t4 и скорость W4 на выходе из сопла Лаваля. Все процессы схематически изобразить в is-диаграмме.
Дано:
t2 = 420ºC;
Р3 = 1,4 МПа.
Задача №4
По стальному каналу теплообменника, имеющему квадратное сечение, площадь которого равна S = 0,01м2 с толщиной δ = 1см и теплопроводностью материала стенки λ = 40 Вт/(м•К) движется поток горячего газа с температурой tг. Снаружи канал охлаждается потоком воды с температурой tв. Коэффициенты теплоотдачи от газа к стенке и от стенки к воде равны соответственно αг и αв.
Определить:
- коэффициент теплопередачи К от газа к воде;
- тепловой поток от газа к воде Q, приходящийся на 1м длины канала;
- температуры внутренней и наружной поверхностей стенки канала t1 и t2.
Определить так же параметры К, Q, t1, t2 и t3 в случае, если наружная поверхность стенки канала покрыта слоем накипи толщиной δ2 = 2мм и теплопроводностью λ2 = 0,8 Вт/(м•К).
Дано:
tг = 995ºС; αг = 9,9 Вт/(м2•К);
tв = 90ºС; αв = 975 Вт/(м2•К).
Задача №5
Определить потери теплоты Q в единицу времени с 1м длины горизонтально расположенной цилиндрической трубы, охлаждаемой свободным потоком воздуха, если температура стенки трубы tс, температура воздуха в окружающей среде tв, а диаметр трубы равен d.
Дано:
d = 250мм;
tс = 250ºС;
tв = 15ºС.
"