Задачник по термодинамике, страница 2

Определить давление р в ресивере 2 и выразить его в килопаскалях (кПа), если разность уровней ртути в манометре составляет 120 мм, а барометрич= скос давление В = 0,98 атм. 1.5. Из ресивера 1 (рис. !.2) воздух поступает в коллектор двигателя 2. Разрежение в ресивере измеряется вак /- умметром с наклонной трубкой.

Угол наклона трубки к гь ризоитали 30', вакуумметр заполнен водой. Определить давлениее р (Па) в ресивере, если показание вакуумметра Рис. КЗ р,„„= 350 мм вод. ст. (разреженне), а давление окружающей среды В = 1000 гПа. 1.6. Для пуска двигателя внутреннего сгорания (ДВС) используется сжатый воздух, хранящийся в баллоне. Определить отношение давлений в баллоне до н после пуска ДВС, если до пуска показание манометра было р,„,и = 54.10' Па, а после пуска Рсии = 29,4-10' Па. Барометрическое давление 742 мм рт.

ст. при температуре 293,15 К. 1.7. Давление пара на входе в турбину 2 (рис. 1.3) атомной злектростанции (АЭС) по паспортным данным ри = 6,65 МПа. Данление пара на выходе из реактора 7 измерено манометром, градуир рованным в технических ати а мосферах, и равно ри,а = 68,6 ат при показания ба. ромегра в помещении АЭС В: 745 мм рт. ст. Для обеспечения соблюдения паспортных данных турбины оценить максимально допустимую потерю давления Лр (МПа) в трубопроводе.

1.8. Определить давление на днище контейнера ракеты, установленной на подводной лодке, если днище находится на глубине 15,5 м, барометрическое давление при температуре 253,!5 К составляет 0,1 МПа. 1.9. По данным испытаний паровой турбины, разрежение в ее конденсаторе составляет 94 % при барометрическом давлении 97 кПа и 0 С. Каково давление в конденсаторез 1.10. Давление в конденсаторе паровой турбины по паспортным данным 4 кПа.

Каково значение разрежения (о4), если турбина работает при условиях: В = 96 кПз при г 25 'Су 1.11. В машинном отделении атомохода давление по водяному манометру 100 мм вод. ст. Барометр на палубе псказывает 750 мм рт. ст. Показание манометра на выходе из парогенератора 19 ат, показание вакуумметра конденсатор г 640 мм рт.

ст. (пзрагенератар и конденсатор расположены о машинном отделении). Определить давление (Па) в машинном отделении, на выходе из парогенератора и в конденсаторе. 1.12. Определить барометрическое давление, платност» и температуру воздуха на высоте 9500 м, если нзвестнс, что на уровне моря давление составляет 101 325 Па, а теьпература 273,15 К. Р е ш е н и е. С подъемом на высоту барометрическое давление, плотность и температура понижаются. В пределах трапосферы (до высоты 11 км) законы:понижения этих величин могут быль описаны следующими формулами: В =Во (1 — Н/44 300)"'»'„ где В, — барометрическое давление в тропосфере при тем- пературе 0 'С, мм рт.

ст.; Во — барометрическое давленое на уровне моря при температуре 0 'С, мм рт. ст.", Н вЂ” вь:- сота над уровнем моря, и; ро =ро (1 — Н/44 300)* "', где ро — плотность воздуха в траппере, кг/м'; р, —. плотность воздуха на уровне моря, кг/и; То = То — 0,0065Н, где Т,— температура воздуха в тропосфере, К; Т,-- температура воздуха на уровне моря, К. Для данной задачи: В„ = 101 325(1 †95/44 300)' "о=0,285 10о Па.

Из уравнения состояния идеального газа: ро = Во/(ЙТо) = 101 325/(287 273,15) =- 1,29 кг/мо. Здесь Я = 287 Дж/(кг К) — удельная газовая постоянная воздуха. ро — -1,29 (1 — 9500/44 300)" "' = 0,462 кг/м', Т, =273,15 — 0,0065 9500 = 211,4 К. 1.13. В помещении летательного аппарата, на борту которого установлена барокамера, давление по водяному манометру 50 мм вод. ст. В барокамере создано разрежение 180 мм рт. ст. Найти давление в барокамере в момент, когда летательный аппарат находится на высоте 6 км над уровнем моря.

Давление атмосферы на уровне моря 1013 гПа, 1.14. Избыточное давление в баллоне, заполненном кислородом, составляет р„,» = 40 ат. Определить избыточное давление кислорода р„',» (Па) в баллоне после подъема его на высоту 8000 м, если барометрическое давление на уровне моря 770 мм рт.

ст. при температуре 303,15 К. 1.16. После пуска ДВС давление сжатого воздуха в пусковом баллоне понизилось от 3,5 до 2,9 МПа. Определить объем израсходованного воздуха при температуре и давлении окружающей среды 18 'С и 1008 гПа, если вместимость пускового баллона 0,2 м', температура воздуха в баллоне до пуска 18 'С, а после пуска 10 'С. Р е ш е н н е. Масса израсходованного воздуха: гп, = р,У((КТ,) = 3500.0,2l(0,287 291) = 8,38 кг; т, = раЪ'!(!тТа) = 2900.0,2!(0,287 283) = 7,14 кг; т = т, — т, = 8,38 — 7,14 = 1,24 кг.

Объем израсходованного воздуха 1', = тКТа!Ра = 1,24.0,287" 291!100,8 = 1,028 ма. 1.16. В баллоне вместимостью 0,10 ма находится кислород при давлении 6 МПа и температуре 25'С. После того как нз него была выпущена часть газа, показание манометра стало 3 МПа, а температура кислорода понизилась до 15'С. Определить массу выпущенного и плотность оставшегося в баллоне кислорода, если давление окружающей среды 1000 гПа.

1.17. В резервуар вместимостью 8,5 м' компрессор подает воздух при температуре !5 'С и давлении 988 гПа. За какое времн компрессор, подача которого составляет 3 ма! /мин, наполнит резервуар до давления рн,» = 1,8 МПа, если температура воздуха в резервуаре при указанном давлении 47 СР Перед накачиванием резервуар был сообщен с атмосферой. 1.18. Баллон вместимостью 0,055 м' наполнен углекислым газом (СО,). Давление сжатого газа по манометру р„а» = = 15 МПа.

Определить температуру сжатого газа, если его объем при нормальных условиях" составляет ра 7,5 м'. * Нормальные условия в дальнейшем обозначены н. у, 1и 1.19. Давление н барокамере, имеющей размеры 2 х х 2 м 1 м, измерено манометром и равно р„,а = 200 гПа, температура 17 'С. Определить массу воздуха, которую не. обходимо откачать из барокамеры, чтобы создать в ней раз режение р„„= 420 гПа, не изменяя температуры. Баро. метрическое давление равно 1008 гПа. 1.20. Определить плотность углекислого газа при н.у. 1.21.

Молярный объем некоторого двухатомного гази при давлении р == 0,02 МПа и температуре Т в три раза больше,.чем при н.у. Определить эту температуру. Какой это газ, если его плотность при указанных р и Т равна 0,4167 кгlмз) 1.22. Масса баллона с газом ш, = 2,9 кг, прн этом давление в баллоне по манометру р, = 4 МПа. После из. расходования части газа при неизменной температуре дав. ление в баллоне понизилось до р, =- 1,5 МПа, при этом масса баллона с газом уменьшилась до т, = 1,4 кг. Определить плотность газа при давлении. 1013 гПа, если вместимость баллона 0,5 м'.

1.23. В поршневом компрессоре газ сжимается при движении поршня по направлению к днищу цилиндра; сжатый газ подается в резервуар высокого давления. Объем цилин дров 0,012 м'. Определить частоту вращения вала компрессора и, с ', если на нагнетание воздуха в резервуар вместимостью 1,2 мз до давления 4 МПа при температуре окр)- жающей среды затрачено !О мин, а начальное давление в резервуаре равно 0,8 МПа, температура и давление окружающей среды 1О'С и 0,1 МПа, 1.24. Турбореактивный самолет летит на высоте 5500 ч над уровнем моря. Температура и давление газов на входе в турбину равны 715'С и 0,45 МПа. Определить избыточное давление газов на выходе из турбины, если температура газов в этом сечении 388 С, а плотность в 4,5 раза меньше, чем на входе в турбину.

Давление атмосферы на уровне моря 1000 гПа. Считать, что газы имеют физические свойс"- ва воздуха. 1.25, На АЭС работает газотурбинная установка (ГТЪ ) закрытого типа, использующая в качестве рабочего тела углекислый газ. Температура газа па входе в турбину 550 С, давление 8 МПа. Мощность установки 230 МВт, удельный расход рабочего тела составляет 55 10' кг/(МВт. ч). Опред *.- лить объемную подачу компрессора У" (м'/мин) при н.