Техническая физика. Тепловые двигатели (задачи)

• Название: Тепловые двигатели (задачи)
• Анкор: Техническая физика
• Дата: 03.10.2020
• Размер: 125.71 Kb.
• Имя файла: Tekhnicheskaia_fizika_3_6256418.docx
• Тип: Документы; #140757

Тепловые двигатели (задачи)
Уравнения состояния газа

Идеальный газ

p измеряется [Н/м²]=[Па] ; [кг/см²] ; [мм рт. ст.] ; [мм в. ст.] ; [атм.]

p= ρgh

1атм=760 мм рт. ст. = 13600х9,8х 0,760=101292,8≈10⁵(Па)

1тех. атм.=1 кг/см²= mg/S=1х9,8/10^-4=98000≈10⁵(Па)

1атм=10 м в. ст. = 1000х9,8х 10=98000≈10⁵(Па)

)

1мольO₂≈ 32г; 1мольN₂≈ 28г; 1мольС= 12г; 1мольС O₂≈ 44г

µ -молярная масса;

;



T(K) ≈ 273+t^oC 300К = 27^oC

1. 
   Подводная лодка заполнена балластной водой и находится в равновесии на глубине 40м. Какую подъемную силу получит лодка, если часть балластной воды будет вытеснена воздухом, выходящим из 100л баллона, где он находился под давлением 100 атмосфер и температурой 27⁰С, если температура забортной воды 7⁰С?  
   

Задание Получить расчетную формулу и записать числовые значания, которые в нее следует подставить. Ответ: 18293(Н)

2. 
   а) За сколько ходов поршневого насоса с рабочим объемом V можно повысить давление с атмосферного p₀ до p в баллоне объемом V₀ ?
   

Нагревом пренебречь.
б) За сколько ходов поршневого насоса с рабочим объемом V можно понизить давление с атмосферного p₀ до p в баллоне объемом V₀ ?
a)




б)





Задание За какое время поршневой насос с рабочим объемом 100 см³ и скоростью откачки 300 циклов/мин понизит давление в баллоне объемом 100 л с 1 атм. до:

а) 0,1 атм.

б) 0,01 атм.

3. 
   
   

Дан цикл в координатах p(V). Построить этот цикл в координатах p(T) и V(T), если T₂ < T₄
T₂ < T₄





T₂ < T₄


Задание Построить цикл самостоятельно в координатах p(T) и V(T), если T₂ > T₄

Найти КПД этого цикла, если известны , , p₁, V₁, Δp, ΔV и ν=1 моль.

Q_Н передается рабочему телу на участках 1-2 и 2-3, а Q_Х отбирается на 3-4 и 4-1.
;

4. 
   Построить цикл Отто в координатах p(T) и V(T)
   

t₁≈50^оС; t₂≈500^оС; t₃≈1000^оС; t₄≈100^оС

T₂ > T₄







положительная (график функции вогнутый вниз)





V_1,4+






V_2,3+






отрицательная (график функции убывающий)

положительная (график функции вогнутый вниз)









Задание Построить самостоятельно в координатах p(T) и V(T) циклы Дизеля и Брайтона (для газотурбинного двигателя). В газотурбинном двигателе температура на выходе компрессора T₂ > температуры выхлопа T₄.

5. 
   Задание В газотурбинном двигателе атмосферный воздух с температурой T₁=300К, поступающий со скоростью 10 л/с, компрессор адиабатно сжимает до давления 10 атм. Скорость газового потока из сопла турбины диаметром 5 см составляет 10 м/с. Найти: 1) КПД двигателя, 2) Температуру газового потока из сопла двигателя, 3) Температуру газа, поступающего на лопасти турбины.