ПМ 02. «Эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования»
Приложение 1
Министерство образования Оренбургской области
государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
«Бугурусланский нефтяной колледж»
г. Бугуруслана Оренбургской области
ПМ 02. «Эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования»
Контрольные задания для студентов заочной формы обучения
по специальности
Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»
(базовой подготовки)
нормативный срок обучения: 3 года 10 месяцев
2014г.
Содержание
| МДК 02.01 Эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования | |
| 1 Контрольная работа № 1 Термодинамика………………………………………………………. | |
| 2 Контрольная работа № 2 Техническая механика……………………………………………….. | |
| 3 Контрольная работа № 3 Нефтегазопромысловое оборудование…………………………….. | |
| 4 Контрольная работа № 4 Нефтегазопромысловое оборудование…………………………….. | |
| 5 Контрольная работа № 5 Оборудование ПРС …………………………………………………. | |
| 6 Контрольная работа № 6 Электрооборудование промыслов…………………………………. |
МДК 02.01 Эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования
1. Контрольная работа № 1
Термодинамика.
Методические указания к выполнению контрольной работы.
Контрольная работа должна быть выполнена и оформлена со следующими требованиями:
Контрольная работа выполняется в отдельной тетради (лучше всего в клетку), на обложке тетради пишется Ф.И.О., наименование предмета, а также шифр (номер зачетной книжки). На последней странице тетради необходимо написать наименование и год издания методического пособия, из которого взято задание.
Работу выполнять четко и аккуратно, обязательно чернилами с обязательным оставлением полей не менее 30 мм, а в конце тетради следует оставить 2-3 чистые страницы для замечаний и рецензий.
Условия задач переписывать обязательно, после условия должны быть выписаны данные задачи в условных обозначениях.
Решение задач следует сначала выполнить в общем виде, обозначая все данные и искомые величины буквами, после чего вместо буквенных обозначений проставить их числовые значения и получить окончательный или промежуточный результат, в результатах вычислений должны быть указаны размерности полученных величин в единицах СИ.
Решение задач необходимо сопровождать подзаголовками (с указанием что определяется, что рассматривается), а также ссылками на применяемые законы, правила, справочные данные и т.д.
Все вычисления в контрольных задачах следует производить в единицах СИ.
Перед тем как переписать выполненную работу начисто, нужно тщательно проверить все действия, правильность подстановки величин, соблюдение правильности размерностей, правдоподобность результатов. Если возможно, нужно произвести проверку, решив задачу вторично каким либо иным путем.
После получения зачтенной работы студенту следует внимательно изучить замечания преподавателя, проанализировать свои ошибки и доработать материал. Если работа не зачтена, то согласно указаниям преподавателя она выполняется заново полностью или частично.
Номера задач и теоретических вопросов следует принять по таблице 1 в соответствии с последними двумя цифрами шифра (номера зачетной книжки). Например: если шифр заканчивается цифрами 24,студент должен выполнить задания: 7,18.26,37,45,75.
Контрольные работы, не отвечающие всем перечисленным требованиям, не проверяются и возвращаются для переделки.
Задачи контрольной работы скомпонованы по группам, охватывающим определенные темы.
Задачи 1-10
Перед началом решения этих задач следует изучить темы: 1.1.-1.6. (см. программу). Особое внимание следует уделить теме 1.6. «Термодинамические процессы изменения состояния газов». Следует уяснить для каждого термодинамического процесса: основное уравнение, соотношение между основными параметрами, способы определения тепла, работы, изменения внутренней энергии. Следует учесть, что определить удельную газовую постоянную для любого заданного газа можно по следующей зависимости:
R = 8314/m. Дж/кг* к
Где: 8314 Дж/кг* к - универсальная газовая постоянная;
m- молекулярная масса газа. Значение m можно вычислить при помощи периодической таблицы Д.И. Менделеева, или по приложению 2 настоящего пособия.
Значение R так же можно взять из приложения 2. В некоторых задачах
этой группы предлагается теплоемкость считать постоянной. Тогда определить ее можно из уравнения Майера.
Cv = R/(к-1); где к - коэффициент Пуассона зависит от числа атомов в молекуле газа. Приближенно к можно принять: для 1 атомных газов к = 1,67, для 2х к = 1.4, для 3х к = 1.3.- 1.2.8. Точно значение коэффициента Пуассона можно определить: к = Cp/Cv; где Cp - изобарная массовая теплоемкость газа; Cv- изохорная массовая теплоемкость газа.
Если теплоемкость предлагается считать линейно зависящей от температуры, то среднюю теплоемкость заданного процесса следует определять
или как истинную теплоемкость для средней емпературы процесса.
tcp= (t1+t2) /2 ; Cpcp= 
; C vcp = C 
Перед началом решения задач этой группы полезно рассмотреть приемер 1 и 2.;
| Задачи 11 –20 |
Перед началом решения задач этой группы изучить тему 1.8. Особое внимание следует уделить i- S (h- S) диаграмме водяного пара и изображения, в этой диаграмме простейших процессов i - S диаграмма водяного пара приведена в приложении 3. При работе с i - S диаграммой следует помнить, что изобары и изотермы сливаются в области влажного насыщенного пара (т.е ниже линии х = 1 ), а в области перегретого пара (выше линии х = 1) расходятся. Точки, характеризующие состояние сухого насыщенного пара располагаются на линии х = 1.
| Задачи 21-30 |
При решении задач следует учесть, что в данном случае нельзя воспользоваться уравнением состояния идеального газа. Следует учитывать общеизвестные понятия.
Плотность r= М/V ( кг/м3)
Удельный объем v = V/М (м3/кг)
Нужно помнить, что адиабатный процесс также называется изоэнтропийным, т.е энтропия в адиабатном процессе не изменяется ( DS=O)
Решение задачи проиллюстрируйте схемой, т.е. выкопировкой из
i- S диаграммы. Рассмотрите примеры 3 и 4.
Для успешного решения этих задач следует изучить темы 1.6. и 1.12.
Рассматривая предложенный в задаче теоретический цикл, следует схематично начертить его P - v диаграмму и четко уяснить из каких элементарных процессов он складывается, в каких процессах происходит подвод и отвод тепла. При определении параметров состояния в характерных точках цикла следует использовать уравнение состояния: P*v = R*T, если для данной точки уже известны или ранее определены 2 каких то параметра, или соотношениями между параметрами в процессах. При вычислении подведенного тепла, следует внимательно определить, в каком термодинамическом процессе оно подводится;
Например: подведенное тепло.
В изобарном процессе q1=Cp* (T2 - T1);
В изохорном процессе q 1 =Cv* (T 2 - T 1 )
В изотермическом q1 =2 .3* R*T* 1g (U 2/U 1 )
Величина, полученной в цикле работы и К.П.Д цикла вычисляются по общеизвестным зависимостям. Рассмотрите пример №5.
| Задачи 31-40 |
Перед началом решения задач этой группы следует изучить темы 2.1.,2.2.,2.3.,2.5. В результате изучения следует четко усвоить основные понятия : тепловой поток, плотность теплового потока или удельный тепловой поток, термическое сопротивление. Следует также понять основные законы теплопроводности и теплоотдачи.
Перед решением задач своего варианта рассмотрите примеры 6,7.8
| Задачи 41-50 |
Перед решением задач этой группы следует изучить тему 3.1.. При изучении следует хорошо понять количественное отличие элементарного состава топлива в расчете на сухую, горючую и рабочую массу.
Следует помнить, что определение теплоты сгорания и расхода кислорода и воздуха необходимого для сжигания топлива, производится по его рабочей массе. Для пересчета одной массы в другую используются соотношения для коэффициентов пересчета.
| Заданная масса топлива | Искомая масса топлива | ||
| Рабочая | Сухая | Горючая | |
| Рабочая | 100/(100-wp) | 100/(100-(Ар+wp)) | |
| Сухая | (100-wp)/100 | 100/(100-Аc) | |
| Горючая | (100-(Ар+wp))/100 | (100-Ac)/100 |
Примеры решения задач
Пример №1
0,5 м3 сернистого газа (SO2) при начальном давлении 0,2 МПа и начальной температуре 27oС, адиабатно сжимается до давления 2 Мпа. Считая зависимость теплоемкости от температуры линейной, определить конечную температуру, конечный объем, изменение внутренней энергии газа и работу затраченную на сжатие.
Дано: V1= 0,5 м3
Р1 = 0.2 Мпа
t1 =27 C
P2 = 2 Мпа
Газ- S02
T2- ?; V2 - ?
DU- ? L- ?
Решение:
1.Определяем удельную газовую постоянную серниcтого газа (SO2)
2.Из уравнения состояния идеального газа : P1* V 1= M*R*T1
определяем массу газа участвующего в процессе
M=P1*V 1/R*T1=0 .2* 106 * 0 5/129 .9* 300= 2.5 кг.
3.Для адиабатного процесса справедливо соотношение;
Здесь к = 1.3. коэффициент Пуассона для 3-х атомных газов, откуда
определяем конечную температуру газа
Т2 =Т1*(Р1/ Р2) к -1/к =300* (2 /0.2)1..3-1/1..3.=513 К
t2 =513-273= 240 0 C
4. По таблице приложения (1) интерполируя, определяем истинные удельные, изохорные массовые теплоемкости SO2 при t1 = 27 C и t 2= 240 C
; 
5. Определяем среднюю удельную изохорную, массовую теплоемкость сернистого газа в процессе
6.Определяем изменение внутренней энергии в адиабатном ( впрочем как и во всех других элементарных процессах)
U= Cv cp* (T2 - T1)* М= 0.501* (513-300)* 2.5 = 266.78 кДж
7. Из соотношения давления и объема в адиабатном процессе
(Р1/Р2)=(V2/V1)к ;
определяем конечный объем газа :
V2 =V1* (Р1/Р2)1/к =0.5*(0.2/2)1/1.3 = 0.0831 м3 ;
или для проверки определим конечный объем из уравнения состояния:
Р2* V2= М*R*Т2.
V2=М*R*T2/Р2=2.5* 129.9* 513 /2*106 =0.0832 м3
Расхождение результатов составляет всего 0.0001,что допустимо.
8.Определим работу, совершенную в процессе:
L= (R/K-1)*(T1-T2)* М= (129.9/1.3.-1)* (300-513)*2.5=230572.5 Дж 
-230.6 кДж знак (-)в результате, показывает, что работа была затрачена.
Ответ:T2=513 K, V2=0.0831 м3, DU=266.78 кДж, L=230.6 кДж
Пример № 2
Какое количество теплоты необходимо затратить. чтобы нагреть 2 м3 воздуха при постоянном давлении Р=0.2 Мпа от 1000 С до 5000 С?. Какую работу при этом совершит воздух? Теплоемкость воздуха считать постоянной
Дано: V1=2м2 Р= 0.2 Мпа t1= 100C t2= 500C Р=const Решение: 1.Определяем удельную газовую постоянную воздуха: R=8314/  =8314/29=286,7 Дж/кг* к; здесь:  -кажущаяся молекулярная масса воздуха. 2.Из уравнения состояния:Р* V1=M* R* T1 определяем массу воздуха, участвующего в процессе М=Р*V1 / R*T1=0.2*106*2 / 286.7*373=3.7.кг 3.Работа,совершенная газом в изобарном процессе,определяется по формуле:L=R*(Т2-T1)*M= 286,7*(773-373)*3.7=424316 Дж 4.Т.к. по условию задачи теплоемкость можно считать постоянной, то определим ее по уравнению Майера. Изохорная массовая удельная теплоемкость воздуха: Cv=R/(K-1) , где K=1.4.- коэффиент Пуассона в данном случае для 2-х атомных газов, т. к воздух представляет собой смесь в основном 2-х атомных газов N2 и О2. Т.к. по определению коэффициент Пуассона К = Ср/Сv то изобарная массовая удельная теплоемкость воздуха Ср=К*Сv=K* R/(K-1)= 1.4*286.7/(1.4-1)=1003,45 Дж/ кг*к 5.Тепло, подведенное к газу в изобарном процессе: Q=Cp*(T2-T1)*M=(1003/45)*(773-373)*3.7=1485106 Дж Ответ: Q= 1485,1 кДж L= 424.3 кДж |
Пример № 3
Определить энтальпию и энтропию сухого насыщенного газа при температуре 400 0С
| Дано: t= 400C X= 1 I -? S- ? Решение: Задача решается при помощи i- S диаграммы. Точка характеризующая заданное состояние пара находится на пересечении изотермы 400 0С и линии сухости х=0. Опустив из этой точки перпендикуляры на оси , i и S считываем результаты i = 2750 к/Дж/кг; S =7.2 кДж/кг |
Пример № 4
Водяной пар имеет давление 0.2. Мпа и сухость Х=0.85. Какое количество тепла следует затратить, чтобы 7 кг этого пара нагреть до 800 0 С, при постоянном давлении. Какова при этом будет плотность пара?
| Дано: t2 = 800 С P=0.2. Мпа Х1 = 0.85 М =7 кг Q-? й ? | Решение: Начальное состояние пара характеризуется точкой 1, на пересечении изобары 0.2. Мпа и линии сухости Х=0.85. Опустив из этой точки перпендикуляр на ось i. Определяем удельную энтальпию начального состояния пара i1 = 2400 кДж/кг. Окончание процесса подвода тепла будет характеризоваться точкой 2 на пересечении изобары 0.2 Мпа (процесс изобарный ) и изотермы 8000 С. Опустив из точки 2 перпендикуляра на ось i . Находим удельную энтальпию пара в конечном состоянии i2 = 3550 к Дж/кг. Определяем количество затраченного тепла Q=(i2- i1)*M= (3550-2400)*=8050 к/Дж/кг  Для определения плотности пара в конечном состоянии выясним, какая пунктирная линия проходит через точку 2.Это будет величина удельного объема V= 2м3/кг. Следовательно, плотность пара P= 1/V = ½=0.5. кг/м3 |
Пример № 5
Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом тепла при V = const, определить параметры рабочего тела в характерных точках, полученную работу, термический К.П.Д., количество подведенной и отведенной теплоты, если известно: P1= 0.1 MПа, t1=20 С, e= 3.6. , 
=3.33
Рабочим телом считать воздух. Теплоемкость считать постоянной.
 Дано: t1= 20 С P1= 0.1. МПа e= 3.6. = 3.33 газ- воздух Решение: Схематично Р-U диаграмма предложенного в задании цикла будет иметь вид: |
На схеме процессы: 1-2- адиабатное сжатие рабочего тела 2-3- изохорный подвод тепла, 3-4 – адиабатное расширение, 4-1 –изохорный отвод тепла.
Расчет ведем для 1 кг. воздуха
1.Определяем параметры состояния в характерных точках
Точка 1.Р1 = Мпа; t1=20C- по уловию задачи. Из уравнения состояния
P1*V1 = R*T1 определяем удельный объем V1=R* T1/ P1 здесь
R=8314/ =8314/29= 287 Дж/кг*к, Т1 =20+273= 293 К
U2= 287*293/0.1*106=0.84 кг/м3
Точка 2.Т.к. степень сжатия e= V1/V2=3/6,то V2= V1/ e=0.84/3.6=0.233 м3/ кг
Для адиабатного процесса 1-2 соотношения между температурами и объемами:
Т2 /Т1= ( v1 / v 2) К-1; где К- коэффициент Пуассона для 2-х атомных газов
( воздух- это смесь в основном 2-х атомных газов)
Откуда температура Т2=Т1* ( v 1 / v2)К-1= 293* (0.84/0.233) 1,4-1= 489 К
.t2 = 489.273= 216С
Из уравня состояния Р2* V2 =R*T2 определим давление
Р2= R*T2/V2=287*489/0.233=600000 Па= 0.6 Мпа
Точка 3.Удельный объем v 3 = v2= 0.233 м3/ кг- процесс 2-3 изохорный. Степень повышения давления = P3/ P2 – по определению. Откуда давление Р3= *Р2=3.33*0.6 = 2 Мпа
Для изохорного процесса 2-3 соотношение между давлениями и температурами:
Р3/Р2 =Т3/Т2., откуда Т3 =Т2* Р3/ Р2 =Т2* =489*3.33= 1628 К;
t 3=1628 –273=1355 C
Точка 4.Удельный объем v4 = v1 =0/84 м3/кг - процесс 4-1 изохорный. В адиабатном процессе 3-4 справедливо соотношение Т4 =Т3* (v 3 / v4) К-1; откуда
Т4 =Т3*( v3/ v4) К-1= Т3* ( v2 /v1)К-1 =Т3*(1/e) К-1 =1628/3.6 0.4 =976 К
В изохорном процессе 4-1 справедливо соотношение
Р4/Р1 =Т4 /Т1; откуда Р4=Р1*Т4 /Т1 =0.1*97/6/293=0.33 Мпа
2.Количество подведенного тепла в изохорном процессе 2-3 q1 = Cv*(Т3-Т 2)
здесь: Сv – изохорная массовая удельная теплоемкость
Сv = R/(K-1)= 287/(1/4-1)= 717.5 Дж/кг*к; q1= 717.5*(1628-489) = 82500 Дж/кг
3.Количество отведенного тепла в изохорном процессе 4-1
q2=Cv*(T 4-T1)=717.5*(976-293)=495000Дж/кг= 495 кДж/кг
4.Работа, полученная в цикле: 
= q 1 –q 2 = 825-495 = 330 Кдж
5.К.П.Д. цикла (термический) 
q1 =330/825 = 0.4
Для проверки определим К.П.Д. по другой формуле:
к-1) = 1- (1/3.61.4.-1)=0.4
Пример № 6
Кирпичная стенка имеет толщину 40 см. Одна поверхность стенки имеет температуру 20 С, другая – 20 С. Принимая коэффициент теплопроводности стенки = 0.6 Вт/м* к. Определить плотность теплового потока в стенке и термическое сопротивление стенки.
Дано:
t1 = 20C
t 2 = -20 C
0.6 Вт/м* к
40 см.
Решение:
Для решения используем закон теплопроводности (Фурье) т.е плотность теплового потока
q = * (t 1 –t 2)/ 
=0.6*(20-(-20))/0.4=60 (Вт/м2)
Термическое сопротивление стенки R= 
0/667 (м2к/Вт)
В качестве проверки определим
q=(t1 - t2)/ R = (20 –(20))/0.667=60 ( Вт/м2)
м2 к/Вт
q- ? R- ?
Пример № 7
Поверхность стенки площадью 4 м2 омывается водой с температурой 70 0С. Определить тепловой поток от воды к поверхности стенки, если последняя имеет температуру 680С. Коэффициент теплоотдачи от воды к стенке принять = 90 Вт/м2*к
 |
| Дано: t1= 200C 90 Вт/м2*к t2 =68 0C F= 4м2 | Решение: Согласно закону теплоотдачи (Ньютона-Рихмана) тепловой поток Q=  ( t 1 - t 2 )*F=90* (70-68)*4 =720 Вт |
Q-?
Пример № 8
Трехслойная стенка разделяет потоки дымовых газов и воды. Температура дымовых газов 750 0 С, температура воды 900С. Толщина каждого слоя стенки
5мм; 2 = 3 мм; 3 = 10 мм.
Коэффициенты теплопроводности каждого слоя соответственно: 1 =0.8 Вт/м*к; 2=40 Вт/м* к ; 3= 0.5 Вт/м*к. Коэффициент теплоотдачи от газов к поверхности стенки 1 =500 Вт/м2*к, от поверхности стенки к воде 2 =900 Вт/м2*к. Расчетная поверхность теплопередачи составляет 2 м2. Определить тепловой поток от газов к стенке.
Дано: t1= 750 0C t2=900 C 1=5мм 1=0.8 Вт/м* к 2 =3 мм 2=40Вт/м*к 3 =10 мм 3=0.5 Вт/м*к 1 =500 Вт/м2* к 2=900 Вт/м2* к  =2м2 | Решение: 1.Определим термическое сопротивление стенки R=R1+R2+R3= 1/ 1 + 2/ 3+ 3/ 3; R=0.005/08+0.003/40+0.01/05=0.263(м2* к/Вт) 2Определим коэффициент теплопередачи К=1/(1/ 1 +R +1/ 2)= 1/(1.500+0.0263+1.900)= 34( Вт/м2к) 3. Тепловой поток : Q = К*(t1- t 2)* F= 34* (750-90)*2=44880 Вт |
Q - ?
Пример № 9
Малосернистый мазут М-100 имеет следующий элементарный состав в расчете на рабочую массу:
С р =85.2% ;Н р =10.2%; О р =0.4%; N р =0.4%; S рR%= 0,5%; Ар =0,3%; wp=3%
Определить элементарный состав мазута в расчете на сухую массу
Решение:
1.Определяем пересчетный коэффициент для пересчета рабочей массы топлива в сухую
К=100/(100-wp) =100/(100-3)=1.031
2.Определяем элементарный состав топлива в расчете на сухую массу.
С =К* Ср =1.031*85.2= 87.84%
Нс =К* Нр =1.031*10.2=10.52%
Ос =К* Ор =1.031* 0.4= 0.41%
Nc= К* N p=1.031*0.4 =0.41%
Sc=К*Sp %=1.031*0.5.= 0.54%
Ас =К*А р =1.031*0.3= 0.31%
Проверка: Сс+Нс+Ос+Nс+Sс+Ас= 87.84+10.52+0.41+0.54+ 0.31 =100.02%
Отклонение составляет 0.02% что в пределах округлений
Пример № 10
Определить теоретический удельный расход воздуха для сжигания 1 кг топлива. Элементарный состав топлива в расчете на рабочую массу принять по условию примера № 9
Решение:
Теоретический удельный расход воздуха определяется по формуле:
L т = 0.115* Ср +0.345*Нр +0.043*( Sр – Oр ) =
= 0.115*85.2 +0.345*10.2+0.043*(0.5-0.4)=13.4 кг/кг
Таблица к выбору задач контрольной работы
| Последняя цифра шифра | |||||||||||
| Предпоследняя цифра шифра | |||||||||||
| 1.11 | 2.12 | 3.13. | 4.14 | 5.15 | 6.16 | 7.17 | 8.18 | 9.19 | 10.20 | ||
| 21.32 | 22.33 | 23.34 | 24.35 | 25.36 | 26.37 | 27.32 | 39.28 | 29.40 | 30.31 | ||
| 43.51 | 44.52 | 45.53 | 46.54 | 47.55 | 48.56 | 49.57 | 50.58 | 41.59 | 42.60 | ||
| 2.12 | 3.13. | 4.14 | 5.15 | 6.16 | 7.17 | 8.18 | 9.19 | 10.20 | 1.11 | ||
| 23.31 | 24.32 | 25.33 | 26.34 | 27.35 | 28.36 | 29.37 | 30.38 | 21.39 | 22.40 | ||
| 42.70 | 43.69 | 44.68 | 45.67 | 46.66 | 47.65 | 48.64 | 49.63 | 50.62 | 41.61 | ||
| 3.14 | 4.15 | 5.16 | 6.17 | 7.18 | 8.19 | 9.20 | 10.11 | 1.12 | 2.13 | ||
| 22.33 | 23.34 | 24.35 | 25.36 | 26.37 | 27.38 | 28.39 | 29.40 | 30.31 | 21.32 | ||
| 41.71 | 42.72 | 43.75 | 44.74 | 45.75 | 46.76 | 47.77 | 48.78 | 49.79 | 50.80 | ||
| 4.13 | 5.14 | 6.15 | 7.16 | 8.17 | 9.18 | 10.19 | 1.20 | 2.11 | 3.12 | ||
| 25.35 | 26.36 | 27.37 | 28.38 | 29.39 | 30.40 | 21.31 | 22.32 | 23.33 | 24.34 | ||
| 44.60 | 45.59 | 46.58 | 47.57 | 48.56 | 49.55 | 50.54 | 41.53 | 42.52 | 43.51 | ||
| 5.16 | 6.17 | 7.18 | 8.19 | 9.20 | 10.11 | 1.12 | 2.13 | 3.14 | 4.15 | ||
| 24.34 | 25.35 | 26.36 | 27.37 | 28.38 | 29.39 | 30.40 | 21.31 | 22.32 | 23.33 | ||
| 45.61 | 46.62 | 47.63 | 48.64 | 49.65 | 50.66 | 41.67 | 42.68 | 43.69 | 44.70 | ||
| 6.15 | 7.16 | 8.17 | 9.18 | 10.19 | 1.20 | 2.11 | 3.12 | 4.13 | 5.14 | ||
| 27.36 | 28.37 | 29.38 | 30.39 | 21.40 | 22.31 | 23.32 | 24.33 | 25.34 | 26.35 | ||
| 48.80 | 49.79 | 50.78 | 41.77 | 42.72 | 43.75 | 44.74 | 45.73 | 46.72 | 47.71 | ||
| 7.18 | 8.19 | 9.20 | 10.11 | 1.13 | 2.12 | 3.14 | 4.16 | 5.15 | 6.17 | ||
| 26.35 | 27.36 | 28.37 | 29.38 | 30.39 | 21.40 | 22.31 | 23.32 | 24.33 | 25.34 | ||
| 47.51 | 48.52 | 49.53 | 50.54 | 41.55 | 42.56 | 43.57 | 44.58 | 45.59 | 46.60 | ||
| 8.17 | 9.18 | 10.19 | 1.20 | 2.11 | 3.12 | 4.13 | 5.14 | 6.15 | 7.16 | ||
| 28.37 | 29.38 | 30.39 | 21.40 | 22.31 | 23.32 | 24.33 | 25.34 | 26.35 | 27.36 | ||
| 46.70 | 47.69 | 48.68 | 49.67 | 50.66 | 41.65 | 42.64 | 43.63 | 44.62 | 45.61 | ||
| 9.18 | 10.12 | 1.13 | 2.11 | 3.15 | 4.14 | 5.17 | 6.16 | 7.19 | 8.18 | ||
| 30.39 | 21.40 | 22.31 | 23.32 | 24.33 | 25.34 | 26.35 | 27.36 | 28.37 | 29.38 | ||
| 49.71 | 50.72 | 41.73 | 42.74 | 43.75 | 44.76 | 45.77 | 46.78 | 47.79 | 48.80 | ||
| 10.20 | 1.19 | 2.11 | 3.12 | 4.13 | 5.14 | 6.15 | 7.16 | 8.17 | 9.18 | ||
| 29.38 | 30.39 | 21.40 | 22.31 | 23.32 | 24.33 | 25.34 | 26.35 | 27.36 | 28.37 | ||
| 50.60 | 41.59 | 42.58 | 43.57 | 44.56 | 45.55 | 46.54 | 47.53 | 48.52 | 49.51 |
Задача № 1
В закрытом сосуде емкостью 0.5м3 содержится азот ( N2) при давлении Р1=0.5 Мпа и температуре t10 C. В результате охлаждения сосуда газ теряет 140 к Дж тепла. Считая теплоемкость постоянной, определить какое давление и какая температура установятся после этого в сосуде? t 1=270C
Задача №2
В цилиндре находится воздух при давлении 0.6 Мпа и температуре 500 0С. От воздуха при постоянном давлении отводится теплота таким образом, что в конце процесса устанавливается температура О0С. Объем цилиндра 0.8м3. Определить количество отведенной теплоты, конечный объем газа, и совершенную газом работу, изменение внутренней энергии. Теплоемкость воздуха считать линейно зависящей от температуры.
Задача №3
В цилиндре диаметром 0.2 м. содержится кислород (02),объем которого 12.6 л, давление 0.2 Мпа и температура 20 0С. Принимая теплоемкость постоянной, определить до какой величины должна увеличиться сила, действующая на поршень, чтобы он оставался неподвижным, если к газу подводится 90кДж теплоты.
Задача №4
10 кг. углекислого газа (СО2) при температуре 1000С и давлении Р1=0.1МПа, сжимаются изотермически при этом объем уменьшается в 3 раза. Определить начальный и конечный объем газа, затраченную работу, количество подведенной или отведенной теплоты и изменение внутренней энергии газа.
Задача №5
Водород (Н2) в количестве 2 м2, с начальной температурой 2000С расширяется при постоянном давлении до объема 2.423 м3 вследствие сообщения ему 14274 кДж теплоты. Определить конечную температуру водорода и давление при котором произошел этот процесс. Зависимость теплоемкости от температуры считать линейной
Задача №6
5м3 сернистого газа( SO2) при начальном давлении 0.1 Мпа и начальной температуре 20 0С расширяются политропно до трехкратного объема и давления 0.01 Мпа. Определить работу расширения, количество подведенного тепла и изменение внутренней энергии газа.
Теплоемкость газа считать постоянной.
Задача №7
0.5м3 азота (N2) при Р1= 0.6 Мпа и t1 =2000C, сообщается 170 кДж теплоты, температура его при этом не изменяется. Определить конечное давление, конечный объем, полученную работу и изменение внутренней энергии газа.
Задача №8
10 кг окиси углерода (СО) при Р1=0.3 МПа и t1 =27 0 C, адиабатно сжимаются до давления Р2 =0.9 Мпа. Определить конечную температуру газа, конечный объем, изменение внутренней энергии и работу, затраченную на сжатие. Считать теплоемкость линейно зависящей от температуры.
Задача №9
7 кг воздуха при Р1=0.5 Мпа и t1=1110 C расширяется политропно до давления Р2 =0.1 Мпа.
Определить конечную температуру, конечный объем воздуха, изменение внутренней энергии, количество подведенной теплоты и полученную работу, если показатель политропы =1.2. Теплоемкость считать постоянной.
Задача №10
2 кг. метана(СН4) при давлении Р1=0.1Мпа и t1=150C, адиабатно сжимается в цилиндре компрессора до давления Р2=0.7 Мпа. Найти конечную температуру сжатого газа и работу, затраченную на сжатие.
Задача №11
При помощи i-S диаграммы определить количество тепла затраченного на подогрев 3 кг. сухого насыщенного пара при постоянном давлении 5 МПа до 5000С.
Задача №12
Определить температуру и плотность сухого насыщенного пара при давлении 5 МПа. Для решения воспользоваться i-S диаграммой водяного пара.
Задача № 13
В изобарном процессе 3 кг. пара нагревают от 180 0 С до 3500С.Определить количество подведенного тепла и сухость пара после нагрева, если давление при котором происходил процесс 0.5 Мпа. Для решения воспользоваться i-S диаграммой
Задача №14
При помощи i –S диаграммы, определить, какое количество тепла нужно подвести к 5 кг сухого насыщенного пара, чтобы в изотермическом процессе его давление изменилось от 3 МПа до 0.3МПа
Задача №15
При помощи i-S диаграммы определить конечную температуру пара, если пар имеющий начальную сухость х1=0.94 и начальное давление 0.05Мпа адиабатно сжимается до 5 МПа
Задача №16
При помощи i-S диаграммы определить какое количество тепла следует подвести чтобы 2 кг сухого насыщенного пара при постоянном объеме нагреть от 2500 С до 5000 С
Задача №17
Пару, имеющему начальную температуру 2500 С и начальное давление 3 Мпа, сообщается 400 кДж/кг теплоты. Определить конечную температуру пара, если процесс изобарный. Для решения воспользоваться I-S диаграммой.
Задача №18
Пар, характеризующийся параметрами Р1=3 Мпа и t1=6000 C, адиабатно расширяется до состояния сухого насыщенного. Какова будет конечная температура пара? Для решения воспользоваться i-S диаграммой.
Задача №19
В закрытом баллоне находится 0.2 кг пара при Р=0.2 Мпа и Х=0.85.Сколько теплоты нужно сообщить баллону, чтобы пар сделался сухим и насыщенным?
Для решения воспользоваться i-S диаграммой.
Задача №20
Энтальпия влажного насыщенного пара при давлении 0.5 Мпа составляет i1=2400кДж/кг. Какова будет сухость и температура пара если к 1 кг. его подвести 0.6 мДж тепла при постоянном давлении? Для решения воспользоваться i-S диаграммой.
Задачи № 21 и 26
1 кг. воздуха совершает цикл Карно в пределах температур t0 max (C) t0 min (С), причем наибольшее давление в цикле Рmax (МПа) а наименьшее Рmin (МПа). Определить температуру, давление и удельный объем во всех характерных точках цикла, а также К.П.Д цикла и количество отведенной и подведенной теплоты. Теплоемкость воздуха считать постоянной. Данные для своей задачи принять из таблицы. Изобразить схематично P- v диаграмму цикла.
| № задачи | t max (С) | t min(С) | P max(Мпа) | P minМпа) |
| 0.1 | ||||
| 0.3 |
Задачи № 22 и 27
Для идеального цикла поршневого ДВС с подводом тепла при постоянном объеме определить температуру, давление и удельный объем в характерных точках, полученную работу, К.П.Д. цикла, если известно: наименьшее давление в цикле Р1(МПа), наименьшая температура, t1 (С) степень сжатия e, степень повышения давления . Рабочим телом считать заданный газ. Теплоемкость газа считать постоянной. Данные для своей задачи принять из таблицы. Изобразить схематично P-v диаграмму цикла.
| № задачи | Р 1 | t 1 | e | | Газ |
| 0.2 | 3.6 | 2.7 | CO2 | ||
| 0.5 | 2.9 | 3.4 | N2 |
Задачи № 23 и 28
Для идеального цикла поршневого ДВС с подводом теплоты при постоянном давлении определить температуру, давление и удельный объем в характерных точках, полученную работу К.П.Д. цикла, если известно: наименьшее давление в цикле Р1 (Мпа), наименьшая температура в цикле t1(С),степень сжатия e. Рабочим телом считать заданный газ. Теплоемкость газа считать постоянной. Изобразить схематично P-v диаграмму цикла.
Данные для задачи принять из таблицы.
Степень предварительного расширения r =2.
| № задачи | Р1 | t1 | |