Контрольні завдання

а) Контрольні питання

1. Загальне формулювання і математичний вираз першого закону термодинаміки.

2. Який стан газу називається рівноважним? Назвіть умови протікання рівноважного термодинамічного процесу.

3. Що зображує площа, обмежена лінією процесу, двома крайніми ординатами і віссю абсцис в P-V і T-S діаграмах?

4. Що називається приведеним об'ємом газової суміші? Як він визначається?

5. Що називається круговим процесом або циклом?

6. Як змінюється термічний ККД циклу з підведенням теплоти при P= const із зростанням ступеня стиснення?

7. Від чого залежить температура кипіння рідини?

8. Напишіть рівняння першого закону термодинаміки для потоку і поясніть величини, що входять в нього.

9. Як графічно відображається наявна робота в P-V діаграмі?

10. Що називають нижчою і вищою теплотою згоряння палива і як аналітично визначити значення нижчої теплоти згоряння для твердого, рідкого і газоподібного палива?

11. Що називають коефіцієнтом надлишку повітря і що таке теоретична кількість повітря, необхідна для повного згоряння палива, як її визначають?

12. Що таке тепловий баланс печі і з яких складових складаються його прибуткова і витратна частини?

13. Як розрахувати економію палива за рахунок утилізації теплоти відхідних газів?

б) Задачі

Задача 1. Визначити питомий об'єм n і густину газу: 1) при абсолютному тиску P і температурі t; 2) теж саме, за нормальних умов.

Газ вибрати з таблиці по останній цифрі шифру; тиск і температуру ‑ по передостанній.

Задача 2. Визначити кількість теплоти, необхідну для нагрівання М кг (або V м³ за нормальних умов) газу при Р=const и V=const в межах температур від t ₁ до t ₂. Теплоємність газу вважати постійною.

Масу газу (або об'єм) прийняти з таблиці по останній цифрі шифру; температури t ₁ і t ₂ ‑ по передостанній.

Задача 3. М кг газу з початковим абсолютним тиском P ₁ і температурою t ₁ розширюються до збільшення об'єму в ε раз. Розширення проводиться по ізобарі, ізотермі, адіабаті і політропі з показником n. Для кожного процесу визначити: 1) початковий об'єм; кінцеві параметри; 2) зміну внутрішній енергії, ентальпії і ентропії; 3) кількість підведеної теплоти; 4) роботу розширення. Складіть зведену таблицю результатів і зобразіть процеси в P‑V і T‑S діаграмах.

Газ, ступінь розширення ε і масу газу М вибрати з таблиці по останній цифрі шифру; тиск Р ₁, температуру t₁ показник політропи η ‑- по передостанній.

Задача 4. Поршневий одноступінчастий компресор засмоктує V м³/год газу при початкових параметрах Р ₁ і t ₁ і стискає його в ε раз ізотермічно, адіабатно і політропно з показником η. Визначити для кожного процесу: теоретичну роботу стиснення і потужність двигуна без урахування втрат і впливу шкідливого простору; кількість теплоти, що відводиться в процесі стиснення. Зобразити суміщену (для трьох процесів) індикаторну діаграму компресора в P‑V –кординатах.

Газ, початкові параметри Р ₁ і t ₁ і показник політропи n вибрати з таблиці по останній цифрі шифру; подачу компресора і ступінь стиснення ‑ по передостанній.

Задача 5. М кг пари (початкові параметри: абсолютний тиск Р ₁ и ступінь сухості Х ₁) розширюються ізотермічно і адіабатно і її тиск зменшується в ε раз. Для кожного процесу визначити: кінцеві параметри, теплоту, зміну внутрішньої енергії і роботу; зобразите процеси в P-V, T-S і I-S – діаграмах. Завдання вирішити з допомогою I-S – діаграми.

Тиск P ₁ і ступінь сухості Х ₁ прийняти з таблиці по останній цифрі; а масу пари М і ступінь зниження тиску ε – по передостанній.

Задача 6. Визначити об'єм продуктів згоряння на виході з топки і дійсну кількість повітря, необхідну для згоряння 1 м³ природного газу наступного складу: CO₂, CH₄, C₂H₄, N₂. Коефіцієнт надлишку повітря α.

Склад газу прийняти по останній цифрі шифру, коефіцієнт надлишку повітря α ‑ по передостанній.

Задача 7. Визначити кількість виробленої теплоти у вигляді пари в котлі-утилізаторі (КУ) за рахунок теплоти відхідних газів трьох печей, якщо температура газів на виході з печей θ, на виході з КУ – θ', коефіцієнт надлишку повітря КУ α_у, розрахункова витрата палива печей В_р, коефіцієнт, що враховує невідповідність режиму і числа годин роботи КУ і печей β,і коефіцієнт втрат теплоти КУ в навколишнє середовище . Печі працюють на природному газі складу: CO₂, CH₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀, N₂.

Склад палива прийняти з таблиці по останній цифрі шифру, решту даних ‑ по передостанній.