- •Содержание
- •Введение
- •Часть I. Примеры решения задач по термодинамике
- •1. Система единиц измерения
- •Уравнение состояния идеального газа
- •Теплоемкость
- •4. Термодинамические процессы изменения состояния идеального газа
- •Теплота, работа, внутренняя энергия, энтальпия, I закон термодинамики
- •6. Энтропия, II закон термодинамики, цикл карно
- •Истечение газов и паров из резервуара
- •8. Смеси идеальных газов
- •9. Водяной пар, процессы, таблицы свойств воды, влажного и перегретого пара, диаграмма
- •10. Сжатие газа в компрессоре
- •11. Расширение газа в турбине
- •12. Дросселирование газов и паров
- •13. Паросиловой цикл ренкина
- •14. Эксергия, эксергетический анализ, эксергетический кпд
- •15. Влажный воздух
- •16. Холодильные машины
- •17. Циклы тепловых двигателей
- •Часть II. Задачи для самостоятельного решения
- •Литература
- •Березин Сергей Романович практикум по термодинамике учебное пособие
- •4 50000, Уфа-центр, ул.К.Маркса, 12
8. Смеси идеальных газов
Массовые доли компонентов:
.
Объемные доли компонентов:
.
Молярные доли компонентов:
.
Кажущийся молекулярный вес смеси:
.
Газовая постоянная смеси:
.
Парциальные давления и объемы:
;
.
Пересчет долей:
.
Задача 8.1. Задан массовый состав смеси газов
.
Найти .
Решение.
;
;
Задача 8.2. Имеется смесь газов и . Давление смеси , , . Найти массовый и молярный состав, , .
Решение.
Откуда ;
9. Водяной пар, процессы, таблицы свойств воды, влажного и перегретого пара, диаграмма
Рис. 5.
В области влажного пара изобара изотерма является прямым отрезком между двумя пограничными кривыми (рис. 5). На кривой АК параметры с индексом относятся к кипящей воде. На кривой КВ параметры с индексом относятся к сухому насыщенному пару.
Степень сухости влажного пара:
.
Расчет параметров влажного пара ведется с помощью интерполяционной формулы для определения, например, по заданной на отрезке ( ):
.
Аналогичные интерполяционные формулы можно составить для других параметров, например, для .
Параметры с индексами и берутся из таблицы 1 [2] в зависимости от заданной температуры влажного пара. Эти же параметры находятся из таблицы 2 [2] в зависимости от заданного давления влажного пара.
Параметры воды и перегретого пара находятся из таблицы 3 [2] в зависимости от заданных температур и давления. Параметры воды в таблице отделены сплошной чертой от параметров перегретого пара.
Задача 9.1. Вода находится в следующих состояниях
1. ;
2. ;
3. ;
4. .
Каковы качественно эти состояния?
Решение.
По таблице 2 [2] для находим . Заданная температура выше , значит пар перегретый.
По таблице 2 [2] находим для . Заданное значение находится между и , значит пар влажный.
По таблице 1 для температуры находим . Заданное значение меньше, чем , значит вода недогрета до кипения.
По таблице 2 для имеем . Учитывая, что заданная температура меньше , тогда вода недогрета до кипения.
Задача 9.2. Определить состояние пара 13 бар, если на его получение из воды с было затрачено теплоты.
Решение. Процесс подвода тепла к пару изобарный . Уравнение I закона термодинамики . Учитывая, что и , тогда .
При . .
По таблице 2 имеем при , .
Т.к. , то пар влажный.
Параметры находим по следующим интерполяционным формулам:
;
;
Задача 9.3. В резервуаре находится влажный пар . Найти массу пара, объем воды и объем сухого насыщенного пара.
Решение. По таблицам 2 для находим ;
.
Масса пара в котле:
.
Учитывая, что , тогда масса сухого насыщенного пара
.
Масса воды:
, тогда
Задача 9.4. пара расширяется адиабатически до . Найти массу сконденсировавшегося пара. Использовать диаграмму.
Решение. На диаграмме (рис. 6) находим точку А на пересечении изобары 8 ата и линии х=0.95 . Из т.А опускаем изоэнтропу до пересечения с изобарой в т.В.
.
Рис. 6.
Учитывая, что , тогда для пара в т.А определяем массу сухого насыщенного пара:
.
Масса конденсата в т.А:
.
В т.В масса сухого насыщенного пара
.
Масса конденсата в т. В
.
Таким образом, при адиабатном переходе из т.А в т.В сконденсировалось:
.