Контрольная «98 вариант, 5 задач»,
Термодинамика

Смесь идеальных газов задана объемными долями: rco2=0.3 ;zn2=0.25; ro2 = =0,45. Общая масса смеси М = 20 кг. Параметры смеси в начальном состоянии: р1= =0,1 МПа, t1 = 40 °С. В результате адиабатного сжатия объем смеси уменьшается до значения V2 = 7 м3. Определить объем смеси в начальном со¬стоянии, давление и температуру смеси в конечном состоянии, работу сжатия и изменение внутренней энергии смеси. Считать, что теплоемкость газов не зави¬сит от температуры и определяется по табл. 1 приложения. Определить парциаль¬ные давления газов, входящих в смесь, в конечном состоянии. Изобразить процесс в pv- и Ts-диаграммах. Кислород из состояния 1 изотермически расширяется до состояния 2, в котором p1=0,1 МПа и t2=200°С, а затем в изохорном процессе нагрева пере¬ходит в состояние 3, в котором р3=р1 и t3=1400°С. Показать процесс 1-2-3 в pv- и Ts-диаграммах. Определить значения р, t и v кислорода в точках 1, 2 и 3. Вычислить удельные работу, теплоту, изменение внутренней энергии и энтропии кислорода в процессах 1-2, 2-3 и 1-2-3 в целом. Изохорный процесс рассчитать с учетом зависимости теплоемкости кислорода от температуры (см. табл. 2 приложения). Начальное состояние водяного пара задано параметрами p1 = 0,3 МПа и t1 = 250 °С. Из этого состояния пар охлаждается при постоянном давлении до состояния сухого пара (x2= 1), а затем адиабатно расширяется до удельного объема v3 = 5 м3/кг. Определить параметры пара в точках 1, 2 и 3, удельные количество теплоты и работу расширения процесса 1-2-3. Показать процессы в Ts- и hs-диаграммах. Гелий с начальными параметрами p1= 5 МПа и t1= 100 °С вытекает через сопло, минимальный диаметр которого dmin = 10 мм, во внешнюю среду, где давление постоянно и равно рс = 1 МПа. Считая гелий идеальным газом с k = 1,66, определить: 1) параметры и скорость газа в выходном сечении, если сопло сужающееся и ?= 1; 2) параметры и скорость газа в выходном сечении сопла Лаваля на расчетном режиме, если ?= 0,96; 3) расход гелия для первого и второго сопл, приняв для сужающейся части сопла Лаваля ?= 1. Водяной пар вытекает через сужающееся сопло в среду, где давление постоянно и равно рс = 1 МПа. Параметры пара на входе в сопло p1= 10 МПа и t1= 400 °С, скоростной коэффициент ?= 0,94. Приняв Ркр = 0,55, определить скорость истечения пара из сопла, его параметры в выходном сечении и массовый расход пара при площади выходного сечения F = 200 мм2. Какую скорость и тем-пературу имел бы пар в выходном сечении при том же скоростном коэффициенте, если бы истечение происходило через сопло Лаваля, работающее в расчетном режиме?