151601 (Технічна термодинаміка та теплові процеси технології будівельних матеріалів), страница 8

Відповідь: Q = 48940 м³/год

52. Компресор подає стиснене повітря в резервуар і тоді тиск в резервуарі підвищується від атмосферного до 0,7МПа, а температура від 20 до 25⁰С. Об’єм резервуара V = 56м³, барометричний тиск 100 кПа (приведений 900°С). Визначити масу повітря, що подане в резервуар.

Відповідь: М = 391,7 кг

53. В 1м³ сухого повітря міститься близько 0,21м³ кисню і 0,79м³ азоту. Визначити масовий склад повітря, його газову сталу та парціальний тиск кисню й азоту.

Відповідь: mо₂=0.232; m_{N 2} =0.768; R = 287Дж/ (кг·К)

P_N2 = 0.79; P_O2 = 0.21 від Р суміші

54. Суміш газів складається із водню та оксиду вуглецю. Масова частка водню m_Н2 = 0,67%. Визначити газову сталу суміші та її питомий об'єм (при нормальних умовах).

Відповідь: R_сум = 552 Дж/ (кг·К), V_н=1,49 м³/кг

55. Визначити газову сталу суміші газів, яка складається із 1м³ генераторного газу та 1,5м³ повітря, знайти парціальний тиск кожної складової. Густину генераторного газу прийняти 1,2кг/м³.

Відповідь: R_сум = 295 Дж/кг*к, Р_гг=0,4 Р_сум,

Р_пов=0,6 Р_сум.

56. Об'ємний склад сухих продуктів горіння палива наступний: CO₂ - 12.3%; O₂ - 7.2%; N₂ - 80.5%. Визначити уявну молекулярну масу і газову сталу, густину та питомий об’єм продуктів горіння при В = 100кПа і t = 800⁰С.

Відповідь: _сум = 30,3; R_сум = 274 Дж/ (кг·К),

V=2,94 м³/кг, _сум = 0,34кг/ м³

57. Генераторний газ має наступний об'ємний склад: Н₂ - 7%; СН₄ - 2%; CO - 27,6%; СO₂ - 4,8%; N₂ - 58,6%. Визначити масові частки, уявну молекулярну масу, газову сталу, густину та парціальний тиск при 15⁰С і 0,1МПа.

Відповідь: m_H2 = 0.005; m_CH4 = 0.012; m_CO = 0.289;

m_CO2 = 0.079; m_N2 = 0.615; _сум = 26,72; R_сум = 310,8 Дж/ (кг·К), _сум = 1,095кг/ м³

Р_Н2 = 7 кПа.

58. Газ коксових печей має наступний об'ємний склад: Н₂ - 57%; СН₄ - 23%; CO - 6%; СO₂ - 2%; N₂ - 12%. Визначити масові частки, уявну молекулярну масу, газову сталу, густину та парціальний тиск при 15⁰С і 100 кПа.

Відповідь _сум = 10,77; m_H2 = 0,107; m_CO2 = 0.082;

R_сум = 772 Дж/ (кг·К), _сум = 0,45кг/ м³

59. Генераторний газ має склад: Н₂ - 18%; CO - 24%; СO₂ - 6%; N₂ - 52%. Визначити газову сталу генераторного газу та масовий склад компонентів.

Відповідь: R_сум = 342 Дж/ (кг·К), m_CO2 = 10,85;

m_N2 = 60,03; m_H2 = 1,48; m_CO = 27,63…%

60. Аналіз димових газів виявив склад: r_CO2 = 12.2%, r_O2 = 7.1%, r_CO = 0.4%, r_N2 = 80.3%. Розрахувати масовий склад газів.

Відповідь: m_CO2 = 17,7%, m_O2 = 7,5%, m_CO = 0,37%, m_N2 = 74,43%.

61. В резервуарі перебуває коксовий газ під тиском 0,5МПа при температурі 18⁰С. Об’єм резервуара 125м³. Об'ємний склад газу наступний: r_Н2 = 46%, r_СН4 = 32%, r_CO = 15%, r_N2 = 07%. Після витрати деякої кількості газу тиск його упав до 0,3МПа, а температура до 12⁰С. Визначити масу витраченого газу.

Відповідь: М = 2167 кг.

62. Масовий склад суміші наступний: CO₂ - 18%; O₂ - 12%; N₂ - 70%. До якого тиску необхідно довести суміш, яка перебуває при нормальних умовах, щоб при температурі 180⁰С 8 кг її мали об’єм 4м³?

Відповідь: р = 0,24МПа

63. Визначити масовий склад газової суміші СO₂ і N₂, якщо парціальний тиск р_СО2 = 120кПа, а для суміші р_сум = 300кПа.

Відповідь:: m_CO2 = 0,512, m_N2 = 0,488.

64. Газова суміш має склад: CO₂ - 12%; O₂ - 8%; N₂ - 80%. До якого тиску необхідно довести суміш, яка перебуває при нормальних умовах, щоб густина її склала 1,6кг/м³?

Відповідь: до 0,213 МПа

65. Визначити середню масову теплоємність при сталому об’ємі для азоту в межах 200...800⁰С, рахуючи, що середня мольна теплоємність азоту при сталому тиску може бути визначена за формулою

Відповідь: 0,8122 кДж/ (кг·К)

66. Повітря в кількості 6м³ при тиску 0,3МПа і температурі 25⁰С нагрівається під сталим тиском до температури 130⁰С. Визначити кількість підведеної теплоти за умови С = const.

Відповідь: 2235кДж

67. В закритій посудині об’ємом 300л перебуває повітря під тиском 0,8 МПа і температурі 20⁰С. Яку кількість теплоти необхідно підвести для того, щоб температура повітря піднялася до 120⁰С. Теплоємність повітря приймаємо сталою.

Відповідь: 77,3 кДж.

68. В калориметрі з ідеальною тепловою ізоляцією перебуває вода в кількості 0,8 кг при температурі 15⁰С. Калориметр виготовлений із срібла, теплоємність якого 0,2345кДж/ (кг·К). Маса калориметра 0,25кг. В калориметр опустили 0,2кг алюмінію при температурі 100⁰С. Внаслідок температура води підвисилася до 19,24⁰С. Визначити теплоємність алюмінію.

Відповідь: 0,8946 кДж/ (кг·К)

69. Димові гази надходять в газохід парового котла при температурі 1100⁰С і виходять із газоходу при температурі 700⁰С. Склад газів за об’ємом: r_CO2 = 11%, r_O2 = 6%, r_Н2O = 8%, r_N2 = 75%. Визначити, яку кількість теплоти втрачає 1м³ димового газу за нормальних умов.

Відповідь: 697,5 кДж/м³

70. Визначити годинні витрати палива для роботи парової турбіни потужністю 25МВт, якщо теплота згоряння палива 33,85 МДж/кг. На переутворення теплової енергії в механічну використовується тільки 35% теплоти спаленого матеріалу.

Відповідь: 7,59Т/год

71. Паросилова установка потужністю 4200 кВт має к. к. д. =0, 20. Визначити годинні витрати палива, якщо кДж/кг.

Відповідь: 3024 кг/год

72. В котельні електростанції зо 10 год. роботи спалено 100т кам’яного вугілля з теплотою згорання кДж/кг. Визначити кількість напрацьованої електроенергії та потужність станції, якщо к. к. д. процесу переутворення теплової енергії в електричну складає 20%.

Відповідь: 162780 кВт·год, N_ст = 16278 кВт.

73. В посудину із 5л води при температурі 20⁰С опустили електронагрівач потужністю 800 Вт. Скільки необхідно часу, щоб вода нагрілася до 100⁰С? Втратами теплоти посудиною знехтувати.

Відповідь: 30 хвилин

74. В калориметр із 0,6кг води в середині при t = 20⁰С опустили сталевий зразок масою 0,4кг, нагрітий до 200⁰С. Визначити теплоємність сталці, якщо підвищення температури води склало 12,5⁰С. Масою власно калориметра знехтувати.

Відповідь: С = 0,469 кДж/ (кг·R)

75.2м³ повітря під тиском 0,5МПа при температурі 50⁰С змішуються з 10м³ повітря під тиском 0,2МПа при температурі 100⁰С. Визначити тиск і температуру суміші.

Відповідь: t_сум = 82⁰С, р_сум = 0,25МПа

76. У збірному газоході котельної змішуються відхідні гази трьох котлів при атмосферному тиску. Для спрощення приймаємо однаковий склад газів: Н₂О - 5,8%; СO₂ - 11,8%; О₂ - 6,8%, N₂ - 75,6%. Годинні витрати газів складають V₁ = 7100м³/год, V₂ = 2600 м³/год, V₃ = 11200 м³/год, а температура відповідно 170⁰С, 220⁰С,120⁰С. Визначити температуру газів після змішування та їх об'ємні витрати крізь димову трубу при цій температурі.

Відповідь: t = 147⁰С, V = 20900м³/год.

77. Димові гази із трьох парових котлів під тиском 0,1 МПа змішуються у збірному газоході та видаляються в атмосферу. Об'ємний склад топ очних газів із котлів наступний:

І - СО₂ = 10,4%, О₂ - 7,2%, N₂ - 77%, Н₂О - 5,4%.

ІІ - СО₂ = 11,8%, О₂ - 6,9%, N₂ - 75,6%, Н₂О - 5,8%.

ІІІ - СО₂ = 12%, О₂ - 4,1%, N₂ - 77,8%, Н₂О - 6,1%.

Годинні витрати газів складають М₁ = 1200кг/год, М₂ = 6500 кг/год, М₃ = 8400 кг/год, а температури відповідно 130⁰С, 180⁰С, 200⁰С. Визначити температуру відхідних газів після змішування у збірному газоході. Приймаємо мольні теплоємності однаковими.

Відповідь: t_сум = 164⁰С

78. Пічні гази після тунельної печі в кількості 400 кг/год при температурі 900⁰С повинні бути охолодженими до 500⁰С і спрямовані в сушарку. Гази охолоджуються повітрям. Тиск обох газових потоків однаковий. Визначити годинні витрати повітря, якщо відомо, що R_газ = R_пов, С_газ = С_пов.

Відповідь: М_пов = 366 кг/год

79. Газ під тиском 1МПа і при температурі 20⁰С нагрівається при сталому об’ємі до температури 300⁰С. Визначити кінцевий тиск газу.

Відповідь: 1,956МПа.

80. В закритій посудині ємністю 0,3м³ міститься 2,75 кг повітря під тиском 0,8МПа при температурі 25⁰С. Визначити тиск і питомий об’єм після охолодження повітря до 0⁰С.

Відповідь: р = 0,732МПа, V = 0,109м³/кг

81. В закритій посудині розміщується газ при тиску 2,8МПа, температурі 120⁰С. Який встановиться тиск, якщо температура впаде до 25⁰С?

Відповідь: 2,12МПа

82. В закритій посудині перебуває газ під розрідженням 2666 Па при температурі 10⁰С. Показання барометра 100 кПа. Після охолодження газу розрідження стало 20 кПа. Яка кінцева температура газу?

Відповідь: - 40,4⁰С

83. До якої температури потрібно нагріти газ при V = const, якщо вихідний тиск 0,2МПа, температура 20⁰С, а кінцевий тиск 0,5МПа?

Відповідь: до 459,5⁰С

84. Посудина ємністю 90л міститься повітря при тиску 0,8 МПа і температурі 30⁰С. Визначити кількість теплоти, яку необхідно надати повітрю, щоб підвищити його тиск приV = const до 1,6МПа. Залежність теплоємності від температури нелінійна.

Відповідь: Q = 184,8 кДж

85. До якої температури необхідно охолодити 0,8м³ повітря із початковим тиском 0,3МПа і температурою 15⁰С, щоб тиск при сталому об’ємі впав до 0,1МПа? Яку кількість теплоти необхідно для цього відвести? Теплоємність повітря вважати сталою.

Відповідь: до - 177⁰С, Q = - 402 кДж

86. Посудина з киснем місткістю 60л перебуває під тиском 12,5МПа. Визначити кінцевий тиск кисню, кількість наданої йому теплоти, якщо початкова температура 10⁰С, а кінцева 30⁰С, теплоємність кисню вважати сталою.

Відповідь: 13,4 МПа, Q = 133 кДж

87. Для системи повітряного опалення зовнішнє повітря при t₁=