Пояснювальна записка до домашнього завдання по курсу “Технічна термодинаміка”, страница 2

Обсяг роботи

1. Для вихідного пального обчислити молекулярну масу, газову сталу, густину за нормальних умов, діаметр газопроводу за годинних витрат 1000 м³, прийнявши температуру газу – 37 ºС, абсолютний тиск – 800 мм рт. ст., швидкість газу в трубопроводі – 10 м/с.

2. Для паливної суміші визначити масовий склад, газову сталу і середню молекулярну масу.

3. Для продуктів згорання обчислити масовий і об’ємний склад, молекулярну масу і газову сталу, умовно прийнявши, що в 1 м³ продуктів згорання міститься:

4. Визначити, в скільки разів збільшився об’єм продуктів згорання в турбіні якщо в камері згорання абсолютний тиск становить 5 бар, температура горіння – 980 ºС, а на виході з турбіни температура газів знизилася на 300 ºС за тиску 1 бар. Накреслити діаграму розширення.

                                           Теоретичні відомості

                                      Розрахунок
Завдання 1                                                                                                                  
     1.1. Обчилюємо середню молекулярну масу пального, прийнявши його сумішшю ідеальних газів: , де r_i та μ_i – відповідно об’ємна доля та молекулярна маса і-го компоненту пального:
     1.2. Обчислимо газову сталу пального:
     1.3. Густину пального за нормальних умов ( = 273,15 К,  = 1,0132∙10⁵ Па) знаходимо iз рiвняння стану сумiшi iдеальних газiв –
     1.4. Діаметр газопроводу для подачі пального (, w = 10 м/с):  .

Завдання 2
     2.1. Обчислюємо середню молекулярну масу паливної суміші
              2.1.1. Обчислимо об’ємний склад паливної суміші. Об’ємний склад повітря приймаємо таким: 21% кисню (О₂) і 79% азоту (N₂). Знайти об’ємні частки компонентів суміші ідеальних газів (r_i), утвореної змішуванням декількох (n) вихідних сумішей відомого об’ємного складу (r_j), можно за співвідношенням:
, де  – об’ємна частка j-ої суміші в загальній суміші газів. В даній задачі  n=2 (паливо і повітря). Маємо: , =
.
        
              2.1.2. Визначаємо середню молярну масу паливної суміші:
     2.2. Визначаємо масовий склад паливної суміші:         
     2.3. Обчислимо газову сталу паливної суміші:

Завдання 3
     3.1. Визначаємо масовий склад продуктів згорання: ,  де  – задана маса 1 м³ продуктів згорання, –;
,  ,
,  .
     3.2. Обчислюємо середню молекулярну масу продуктів згорання     :
     3.3. Визначаємо об’ємний склад продуктів згорання:
   

     3.4. Обчислюємо газову сталу продуктів згорання:

Завдання 4
     4.1. Для того, щоб визначити, в скільки разів збільшився об’єм продуктів згорання в турбіні, скористаємося рівнянням стану ідеального газу:       4.2. Зобразимо діаграму розширення – для задачі, що розглядається вона набуває вигляду показникової кривої – адіабати Пуассона:
                 
Діаграма розширення.xls









     При виконанні роботи у якості посібника було використано книгу:
 Кириллин В.А., Сычёв В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика, М., «Энергия», 1968, 472 с. с илл.