Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Решение. Количество теплоты для смеси идеальных газов находится по формуле






Количество теплоты для смеси идеальных газов находится по формуле

, где .

а) Найдем среднюю удельную теплоемкость каждого компонента смеси в интервале температур (40–800 оС) по формуле 3.7. Для этого необходимо определить средние теплоемкости в интервалах температур (0–40 оС) и (0–800 оС), используя таблицу прил.1.

Поскольку в таблице значения удельных теплоемкостей даются с интервалом 100 оС, теплоемкости в интервале температур (0–40 оС) определяем путем интерполирования. Тогда:

;

;

;

;

;

.

Смесь газов задана массовым составом, следовательно, массовые доли компонентов: m 1 = 0, 2 (азот); m 2 = 0, 8 (углекислый газ).

Тогда средняя удельная теплоемкость смеси газов при постоянном давлении в заданном интервале температур будет равна

,

а количество теплоты, необходимой для нагрева смеси газов,

.

 

б) Для нахождения удельных массовых теплоемкостей компонентов смеси с помощью молекулярно-кинетической теории газов используем табл. 3.1. При этом учтем, что азот – двухатомный газ, а углекислый газ – трехатомный. Массовые теплоемкости:

;

.

Средняя теплоемкость смеси и количество необходимой для нагрева теплоты в этом случае будут равны

;

.

Относительная погрешность в вычислении количества теплоты

или 26 %.

 

3.4. В объеме V1 = 200 м3 при температуре t 1 =100 оС и давлении p 1 = 3 бар находится смесь идеальных газов заданного объемного состава: 60 % – азот; 40 % – кислород.

Определить теплоту, необходимую для нагрева смеси газов при постоянном объеме до температуры 500 оС.

Ответ: 173, 5 МДж.

 

3.5. Воздух с температурой 80 оС образуется в результате смешения при постоянном давлении двух потоков: холодного воздуха с температурой 0 оС и горячего воздуха с температурой 900 оС. Определить, сколько горячего и холодного воздуха необходимо взять для получения 1 кг смеси. При расчете теплоемкостей не учитывать их зависимость от температуры.

Ответ: 0, 917 кг холодного воздуха и 0, 083 кг горячего воздуха.

 

3.6. Определить средние массовые и объемные теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме смеси газов в интервале температур от 0 до 1300 оС, если смесь имеет следующий объемный состав: 8 % – двуокись углерода СО2; 2 % – окись углерода СО; 85 % – азот N2; 5 % – водород Н2.

 

Ответ:

 

 

3.7. Определить количество тепла, воспринятого воздухом в регенераторе газовой турбины от смеси газов заданного состава: СО – 2, 1 %; СО2 – 12, 3 %; SO2 – 1, 8 %; N2 – 83, 8 % (по массе). Смесь газов охлаждается в регенераторе при постоянном давлении p = 1, 2 бар от температуры 427 оС до 120 оС. Расход газов при начальных условиях 12500 м3/ч. КПД регенератора 0, 95.

Ответ: Q = 2, 36 ГДж/ч.

 

3.8. Определить удельный объем и массовую теплоемкость при постоянном объеме пара натрия при давлении p = 10 бар и температуре t = 927 оС, если известно, что при этих параметрах пар натрия является смесью одно- и двухатомных молекул следующего мольного состава: r Na = 0, 8628, = 0, 1372. Найти парциальные давления одно- и двухатомных паров натрия. Теплоемкости газов, составляющих смесь, рассчитать согласно молекулярно-кинетической теории. Молекулярная масса натрия μ Na = 23 кг/кмоль.

 

Ответ: v = 0, 381 м3/кг; сv = 520, 44 Дж/(кг× К );

p Na = 8, 628 бар; = 1, 372 бар.

 

3.9. Определить мольную изобарную теплоемкость воздуха при температурах t 1 = 287 oC и t 2 = 560 oC, если известна интерполяционная формула для истинной мольной теплоемкости воздуха

и среднюю мольную изобарную теплоемкость воздуха в интервале температур (t 1t 2).

Результаты сравнить с табличными данными.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.