Zestaw 9

ZADANIA Z TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ – zestaw 9
1. Obieg termodynamiczny silnika składa się z dwóch adiabat odwracalnych i dwóch izobar.
Czynnikiem obiegowym jest dwuatomowy gaz doskonały. Najniższa temperatura czynnika
obiegowego wynosi T1=300K, najniższe ciśnienie p1=0,1MPa. Najwyższa temperatura
czynnika w obiegu T3=1200K, najwyższe ciśnienie p3=p2=1MPa. Moc silnika wynosi
N=100kW. Naszkicować ten obieg na wykresie T-s i obliczyć:
a) temperatury T2 , T3,
b) strumień masowy czynnika w obiegu n
c) moc cieplną dostarczaną Qd i strumień ciepła wyprowadzanego Qw ,
d) moce sprężarki i turbiny NS , NT.
Jak zmienią się wyniki obliczeń, jeżeli czynnikiem obiegowym będzie gaz doskonały
jednoatomowy.
2. Obieg ziębiarki gazowej składa się z 3 przemian: izobary 1-2, izotermy 2-3 , adiabaty
odwracalnej 3-1.
Najwyższa temperatura czynnika obiegowego (dwuatomowy gaz
doskonały) wynosi: T1=342K. Ciśnienie p1=p2=0,3MPa, p3=0,1MPa. Naszkicować ten
obieg w układzie T-s i obliczyć:
a) temperatury T2 , T3
b) moce cieplne Qd , Qw jeżeli znana jest moc napędowa ziębiarki N=10kW
c) sprawność ziębiarki εz.
Jak zmienią się wyniki, jeżeli ciepło obiegu będzie wyprowadzane w przemianie
izochorycznej 1-2.
3. Powietrze (dwuatomowy gaz doskonały) podlega w zespole maszyn przepływowych
kolejno następującym po sobie przemianom:
1-2 izotermicznej ( t1=t2=10000C )
2-3 izobarycznej p2=p3=0,1 MPa,
3-1 adiabatycznej odwracalnej (izentropowej).
Ciśnienie p1=1MPa jest najwyższym ciśnieniem w tym obiegu.
Naszkicuj ten obieg w układzie T-s oraz oblicz:
a) temperaturę t3 ,
b) jednostkowe ciepło ( wyrażone w kJ/kg lub kJ/kmol ) dostarczone i wyprowadzone z
tego obiegu,
c) sprawność termiczną obiegu
4. Para o parametrach p1=1,5MPa, t1=350oC dopływa do dwustopniowej adiabatycznej
maszyny przepływowej. Spomiędzy stopni maszyny odprowadza się część pary do celów
grzewczych. Ciśnienie międzystopniowe wynosi p2=0,2MPa, ciśnienie w przewodzie
wypływowym wynosi p3=5kPa. Sprawność indykowana części wysokoprężnej iw=0,76, zaś
części niskoprężnej iN=0,79. Kondensat opuszczający skraplacz ma temperaturę t4=280C,
kondensat opuszczający urządzenia grzewcze ma temperaturę t5=700C. Maszyna ma moc
indykowaną Ni=5MW. Zapotrzebowanie ciepła dla urządzeń grzewczych Qg=1,4MW.
Obliczyć:
a) strumień pary świeżej m oraz pary upustowej m,
b) strumień ciepła pobieranego przez wodę chłodzącą skraplacz.
5. Kotłownia spala m=800 kg mazutu w czasie =2 h. Założyć, że spalenie 1 kg mazutu
powoduje powstanie 24 kg gazów spalinowych. Temperatura spalin w przewodzie wynosi
t1=4000C , ciśnienie bezwzględne p1=0,11 MPa, a gęstość spalin w warunkach normalnych
n=1,22 kg/m3. Jaką średnicę ma przewód odprowadzający te spaliny ze średnią prędkością
w=5m/s. Jaki strumień ciepła Q1-2 zapewnią te spaliny, jeżeli zostaną ochłodzone
izobarycznie do temperatury t2=3000C. Przyjąć, że wykładnik adiabaty dla tych spalin wynosi
=1,36. Spaliny traktować jak gaz doskonały.