Общие указания и задания к расчетно-графической работе. РГР по термодинамике состоит из 10 задач

РГР по термодинамике состоит из 10 задач. Номера задач и их числовые варианты курсант определяет по своей фамилии в соответствие с таблицей. Поэтому курсантам с короткой фамилией и именем прийдется задействовать отчества (чтобы набрать 10 букв).

Например, фамилия и имя курсанта Жук Игорь, где общее число букв – 8, и тогда, учитывая отчество(Петрович) и добавляя две первые буквы из отчества, задание будет выглядеть следующим образом. Первая буква Ж определяет номер первого задания (первой задачи) 1, 5 (первая задача, пятый числовой вариант, вторая буква У – дает номер второго задания 7, 4 (седьмая задача, четвертый вариант). Третья буква фамилии К определяет задачу 10, 2 (второй числовой вариант десятой задачи). Четвертое задание определяем по первой букве имени – И, и получаем 14, 1. Пятое задание по букве Г определяет задачу 17, 3. Шестое задание по букве О дает номер 23, 1. Номер седьмого задания определяет буква Р – 27, 2, восьмое зажание – по последней букве имени Ь определяет номер 32,3. Девятое задание определяется уже по букве отчества П – 35, 2. И последнее, десятое задание по букве Е – 37, 4.

Таблица 10.1

Номера и числовые варианты задач по гидромеханике

Алфавит	Номера задач в соответствии с буквами фамилии
А	1,1	5,1	9,1	13,1	17,1	21,1	25,1	29,1	33,1	37,1
Б,В	1,2	5,2	9,2	13,2	17,2	21,2	25,2	29,2	33,2	37,2
Г,Д	1,3	5,3	9,3	13,3	17,3	21,3	25,2	29,3	33,3	37,3
Е,Ё	1,4	5,4	9,4	13,4	17,4	21,4	25,4	29,4	33,4	37,4
Ж,3	1,5	5,5	9,5	13,5	17,5	21,5	25,5	29,5	33,5	37,5
И,И	2,1	6,1	10,1	14,1	18,1	22,1	26,1	30,1	34,1	38,1
К	2,2	6,2	10,2	14,2	18,2	22,2	26,2	30,2	34,2	38,2
Л	2,3	6,3	10,3	14,3	18,3	22,3	26,3	30,3	34,3	38,3
М	2,4	6,4	10,4	14,4	18,4	22,4	26,4	30,4	34,4	38,4
Н	2,5	6,5	10,5	14,5	18,5	22,5	26,5	30,5	34,5	38,5
О	3,1	7,1	11,1	15,1	19,1	23,1	27,1	31,1	35,1	39,1
П,Р	3,2	7,2	11,2	15,2	19,2	23,2	27,2	31,2	35,2	39,2
С,Т	3,3	7,3	11,3	15,3	19,3	23,3	27,3	31,3	35,3	39,3
У	3,4	7,4	11,4	15,4	19,4	23,4	27,4	31,4	35,4	39,4
Ф,Х	3,5	7,5	11,5	15,5	19,5	23,5	27,5	31,5	35,5	39,5
Ц,Ч	4,1	8,1	12,1	16,1	20,1	24,1	28,1	32,1	36,1	40,1
Ш,Щ	4,2	8,2	12,2	16,2	20,2	24,2	28,2	32,2	36,2	40,2
Ь,Ъ,Ы	4,3	8,3	12,3	16,3	20,3	24,3	28,3	32,3	36,3	40,3
Э,Ю	4,4	8,4	12,4	16,4	20,4	24,4	28,4	32,4	36,4	40,4
Я	4,5	8,5	12,5	16,5	20,5	24,5	28,5	32,5	36,5	40,5

Задача 1. Компрессор подает амосферного воздуха за 1 минуту. Температура атмосферного воздуха и барометрическое давление Мпа. Воздух подается в резервуар объемом . За какое время компрессор наполнит резервуар до давления , если температоура воздуха в резервуаре будет оставаться постоянной?

Вариант
, м3		2,5		3,5
, °С
, м3
, МПа	0,5	0,6	0,8		1,2

Задача 2. При пуске судового ДВС давление в пусковом баллоне объемом снизилось от значения до значения , а температура понизилась от до . Определить массу воздуха израсходованного на пуск ДВС.

Вариант
, м3	2,5		3,5		4,5
, МПа		3,8	3,6	3,4	3,2
, МПа		2,8	2,6	2,4	2,2
, °С
, °С

Задача 3. Компрессор подает воздух в баллон . При этом давление в баллоне повышается от значения до значения , а температура повышается от до . Определить время работы компрессора, если его производительность G, кг/с.

Вариант
, м3	2,5		3,5		4,5
, МПа		2,1	2,2	2,3	2,4
, МПа		3,1	3,2	3,3	3,4
, °С
, °С

Задача 4. В баллоне находится воздух при давлении МПа и температуре °С. Воздух из баллона быстро выпускают, и, когда давление в баллоне сравняется с атмосферным, клапан баллона закрывается. Считая процесс выпуска воздуха адиабатным, определить давление в баллоне после восстановления в нем прежней температуры.

Вариант
, МПа		4,5		3,5
, °С

Задача 5. Воздух, начальные параметры которого МПа и К, адиабатно сжимается в цилиндре ДВС. Степень сжатия ε. Затем в изохорном процессе к нему подводится q кДж/кг теплоты. Определить работу сжатия и параметры воздуха после подвода теплоты.

Вариант
, МПа	0,12	0,13	0,14	0,15	0,16
, К
ε
q, кДж/кг

Задача 6. Воздух, начальные параметры которого МПа и К, адиабатно сжимается в цилиндре ДВС. Степень сжатия ε. Затем в изобарном процессе к нему подводится q кДж/кг теплоты. Определить работу сжатия и параметры воздуха после подвода теплоты.

Вариант
, МПа	0,12	0,13	0,14	0,15	0,16
, К
ε
q, кДж/кг

Задача 7. Воздух, начальные параметры которого =0,1 МПа и К, адиабатно сжимается в компрессоре ГТУ и подается в камеру сгорания, где к нему при постоянном давлении подводится q кДж/кг теплоты. Определить работу сжатия в компрессоре и параметры воздуха после подвода теплоты, если степень повышения давления в компрессоре β.

Вариант
, К
q, кДж/кг
β

Задача 8. Воздух, начальные параметры которого =0,1 МПа и К, адиабатно сжимается в компрессоре турбонагнетателя ДВС до давления МПа. Затем воздух поступает в холодильник.ю где при постоянном давлении его температура понижается до К. Определить работу сжатия в компрессоре и количество теплоты, отводимой от 1 кг воздуха.

Вариант
, К
, МПа	0,24	0,26	0,28	0,30	0,32
, К

Задача 9. Продукты сгорания топлива с начальными параметрами МПа и К, адиабатно расширяются в цилиндре ДВС до конечного давления МПа. Затем в изохорном процессе от продуктов сгорания отводится q кДж/кг теплоты. Определить работу расширения и конечную температуру продуктов сгорания.

Вариант
, МПа	6,5		7,5	7,8
, К
, МПа	0,25	0,30	0,35	0,40	0,45
q, кДж/кг

Задача 10. Продукты сгорания ДВС с параметрами МПа и К, адиабатно расширяются в газовой турбине турбонагнетателя до атмосферного давления. В изобарном процессе выпуска от продуктов сгорания отводится q кДж/кг теплоты. Определить работу расширения и параметры продуктов сгорания.

Вариант
, МПа	0,38	0,40	0,42	0,43	0,44
, К
q, кДж/кг

Задача 11. Определить параметры рабочего тела (воздух) в характерных точках цикла Карно, работу и термический КПД цикла, если МПа, К, МПа, К

Вариант
, МПа	0,1	0,12	0,14	0,16	0,15
, К
, МПа
, К

Задача 12. Тепловой двигатель работает по обратному циклу Карно, отдавая мощность N кВт. Найти термический КПД цикла и потоки источников теплоты, если их температуры соответственно составляют и , °С.

Вариант
N, кВт
,°С
,°С

Задача 13. Тепловой двигатель работает по обратному циклу Карно, и имеет источники теплоты с температурами и , °С. Тепловой поток от горячего источника составляет N, кВт. Найти КПД, полезную мощность и тепловой поток холодного источника.

Вариант
N, кВт
,°С
,°С

Задача 14. Определить параметры узловых точек цикла, термический КПД, величины подведенной и отведенной теплоты, работу в идеальном цикле ДВС с изохорным подводом теплоты, если МПа, °С, и – известны. Рабочее тело – воздух.

Вариант
, МПа	100 000	100 000	100 000	100 000	1 000 000
,°С
ε	3,5	3,6	3,7	3,8	3,9
λ		3,1	3,2	3,3	3,4

Задача 15. Определить давление и температуры в узловых точках цикла, термический КПД, количество подведенной и отведенной теплоты, а также полезную работу для идеального цикла ДВС с изохорным подводом теплоты, если известно, что рабочее тело имеет давление =100000 Па, и свойства наружного воздуха, температура которого °С, и .

Вариант
,°С
ε	5,8		6,2	6,4	6,6
λ	1,50	1,55	1,60	1,65	1,70

Задача 16. Определить параметры в узловых точках цикла, полезную работу и термический КПД для идеального цикла ДВС с изохорным подводом теплоты, если известно, что рабочее тело имеет давление =100000 Па, начальная температура °С, степень сжатия ε и количество подводимого тепла при изохорном сжатии q_v, кДж/кг.

Вариант
,°С
ε		4,5		5,5
qv, кДж/кг

Задача 17. Построить график зависимости термического КПД от степени сжатия для поршневого ДВС с подводом тепла при v = const для значений от до .

Вариант
		2,2	2,5	2,7
		9,8	10,2	10,5

Задача 18. 1 кг воздуха совершает цикл Карно в пределах температур и , °С, причем наивысшее давление составляет Па, а наинизшее – Па. Определить параметры состояния воздуха в узловых точках цикла, работу, термический КПД цикла и количество подведенного и отведенного тепла.

Вариант
,°С
,°С
,Па	100 000	110 000	120 000	130 000	140 000
,Па	6 000 000	6 200 000	6 400 000	6 600 000	7 000 000

Задача 19. 1 кг воздуха совершает цикл Карно между температурами и , °С, максимальное давление Па, минимальное Па. Определить параметры состояния воздуха в узловых точках цикла, работу, термический КПД цикла и количество подведенной и отведенной теплоты.

Вариант
,°С
,°С
,Па	100 000	110 000	120 000	130 000	140 000
,Па	2 000 000	2 200 000	2 400 000	2 600 000	2 800 000

Задача 20. Для идеального цикла ДВС с подводом тепла при =const определить параметры состояния воздуха в узловых точках цикла, полезную работу и термодинамический КПД, количество подведенной и отведенной теплоты, если =100000 Па и заданы °С и ε.

Вариант
,°С
ε		12,2	12,4	12,6	12,8

Задача 21. Для идеального цикла поршневого ДВС с подводом тепла при =const определить параметры состояния в узловых точках цикла, термический КПД, количество подведенной и отведенной теплоты, полезную работу, если заданы Па, °С, и .

Вариант
, Па	90 000	95 000	100 000	105 000	110 000
,°С
ε	11,6	11,8		12,2	12,4
r	1,50	1,55	1,60	1,65	1,70

Задача 22. В цикле с подводом тепла при =const заданы начальное давление Па, начальная температура °С, степень сжатия и степень предварительного расширения . Определить параметры состояния в узловых точках цикла, термический КПД, количество подведенной и отведенной теплоты, работу цикла.

Вариант
, Па	90 000	95 000	100 000	105 000	110 000
,°С
ε	11,8	11,9		12,1	12,2
r	1,90	1,95	2,00	2,05	2,10

Задача 23. Для идеального цикла поршневого ДВС с подводом тепла при =const заданы начальные параметры Па, °С, и . Определить термический КПД, полезную работу и параметры узловых точек цикла, а также количество подведенной и отведенной теплоты.

Вариант
, Па	90 000	95 000	100 000	105 000	110 000
,°С
ε	13,8	13,9		14,1	14,2
r	1,4	1,45	1,5	1,55	1,6

Задача 24. Построить график зависимости термического КПД цикла с подводом теплоты при =const от степени предварительного расширения в интервале от до при заданном значении ε.

Вариант
ε
	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8
	3,5	3,6	3,7	3,8	3,9

Задача 25. Для идеального цикла ДВС со смешанным подводом теплоты определить параметры рабочего тела (воздух) в характерных точках, количество подведенной и отведенной теплоты, работу и термический КПД цикла, если начальные параметры МПа, °С, степень сжатия , степень повышения давления λ и степень предварительного расширения .

Вариант
, МПа	0,110	0,113	0,116	0,119	0,120
,°С
ε		11,5		12,5
λ	1,50	1,55	1,60	1,65	1,70
r	1,30	1,35	1,40	1,45	1,50

Задача 26. Для идеального цикла ДВС со смешанным подводом теплоты определить параметры рабочего тела (воздух) в характерных точках, степень повышения давления λ, степень предварительного расширения , количество отводимой теплоты, работу цикла и термический КПД цикла, если начальные параметры рабочего тела МПа, °С, степень сжатия , количество теплоты, подводимой в изохорном процессе, q_v, кДж/кг, количество теплоты, подводимой в изобарном процессе, q_p, кДж/кг.

Вариант
, МПа	0,110	0,115	0,120	0,125	0,130
,°С
ε	11,5		12,5		13,5
qv, кДж/кг
qp, кДж/кг

Задача 27. Для идеального цикла ДВС со смешанным подводом теплоты определить параметры рабочего тела (воздух) в характерных точках, степень повышения давления λ, степень предварительного расширения , количество подводимой и отводимой теплоты, работу цикла и термический КПД цикла, если начальные параметры рабочего тела МПа, °С, степень сжатия , максимальные параметры а МПа, °С.

Вариант
, МПа	0,10	0,11	0,12	0,13	0,14
,°С
ε	12,0	12,5	13,0	13,5	14,0
, МПа	6,0	6,1	6,3	6,5	6,7
, °С

Задача 28. Для идеального цикла ДВС со смешанным подводом теплоты определить параметры рабочего тела (воздух) в характерных точках, степень повышения давления λ, степень предварительного расширения , количество подводимой и отводимой теплоты, работу цикла и термический КПД цикла, если начальные параметры рабочего тела МПа, °С, степень сжатия , максимальные параметры МПа, °С.

Вариант
, МПа	0,10	0,11	0,12	0,13	0,14
, °С
ε	12,0	12,5	13,0	13,5	14,0
, °С
, МПа	6,0	6,1	6,3	6,5	6,7

Задача 29. Для идеального цикла ДВС со смешанным подводом теплоты определить параметры рабочего тела (воздух) в характерных точках, степень повышения давления λ, степень предварительного расширения , количество подведенной и отведенной теплоты, работу и термический КПД цикла, если начальные параметры рабочего тела МПа, °С, степень сжатия , максимальное давление цикла МПа, температура рабочего тела в конце адиабатного расширения °С.

Вариант
, МПа	0,11	0,12	0,13	0,14	0,15
, °С
ε	11,5	12,0	12,5	13,0	13,5
, МПа	5,5	5,8		6,3	6,5
, °С

Задача 30. Определить термический КПД и количество теплоты, подведенной в изохорном и изобарном процессах, если известно МПа, °С, , q ₁, кДж/кг, МПа.

Вариант
, МПа	0,88	0,90	0,92	0,94	0,96
,°С
ε	9,8		10,2	10,4	10,6
q 1, кДж/кг
, МПа	4,2	4,3	4,4	4,5	4,6

Задача 31. В цикле поршневого двигателя со смешанным подводом тепла при начальном давлении = 0,1 МПа и начальной температуре °С суммарный подвод тепла составляет q, кДж/кг. Степень сжатия . Определить термический КПД и количество теплоты, подведенной в изохорном и изобарном процессах, если максимальное давление МПа.

Вариант
,°С
q, кДж/кг
ε		9,2	9,4	9,8
, МПа	4,2	4,3	4,4	4,5	4,6

Задача 32. Известны начальные параметры = 0,1 МПа, °С и характеристики цикла , λ и поршневого ДВС со смешанным подводом тепла. Определить параметры в характерных точках цикла, количество подведенной в изохорном и изобарном процессах теплоты, полезную работу и термический КПД цикла.

Вариант
,°С
ε	6,8	7,2	7,4	7,8	8,2
λ	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4
r	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5

Задача 33. Для идеального цикла ГТУ с изобарным подводом теплоты определить параметры рабочего тела (воздух) в характерных точках, количество подводимой и отводимой теплоты, работу и термический КПД цикла, если начальные параметры рабочего тела МПа, °С, степень повышения давления в компрессоре β, количество подводимой теплоты q ₁ кДж/кг.

Вариант
, МПа	0,98	0,99	0,10	0,10	0,10
,°С
β	5,6	5,7	5,8	5,9	6,0
q 1, кДж/кг

Задача 34. Для идеального цикла ГТУ с изобарным подводом теплоты определить параметры рабочего тела (воздух) в характерных точках, количество подведенной и отведенной теплоты, работу и термический КПД цикла, если начальные параметры рабочего тела МПа, °С, степень повышения давления в компрессоре β, максимальная температура в цикле °С.