Робочий аркуш «Газові цикли теплових двигунів» з відповідями

Безкоштовний робочий аркуш для друку «Газові цикли теплових двигунів»: 6 задач від легких до рівня іспиту, з ключем відповідей. Роздрукуйте його або збережіть як PDF.

Новий робочий аркушТренуватися онлайн з підказками

Для викладачів: можна безкоштовно друкувати, копіювати й використовувати на заняттях. Кожен новий аркуш має нові значення і власні відповіді. Будемо вдячні за посилання на ExamProblems на сторінці вашого курсу.

Ім’я: ____________________   Дата: ____________

1.Легка
vP1234qin​qout​

В ідеальному циклі Отто зі ступенем стиснення 9 повітря на початку такту стиснення має температуру 15 °C. Використовуйте припущення холодного повітряного стандарту: повітря — ідеальний газ зі сталими теплоємностями, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) і cv = 0,718 kJ/(kg·K). Знайдіть температуру T2 в кінці стиснення, у K.

r = 9T1 = 15 °Ck = 1,4
T2 = K
2.Легка
vP1234qin​qout​

Ідеальний цикл Отто має ступінь стиснення 10,5. На початку стиснення повітря має температуру 305 K, а найвища температура циклу — 1600 K. Використовуйте припущення холодного повітряного стандарту: повітря — ідеальний газ зі сталими теплоємностями, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) і cv = 0,718 kJ/(kg·K). Знайдіть корисну роботу w на кілограм повітря, у kJ/kg.

r = 10,5T1 = 305 KT3 = 1600 Kk = 1,4cv = 0,718 kJ/(kg·K)
w = kJ/kg
3.Середня
vP1234qin​qout​

Ідеальний цикл Дизеля має ступінь стиснення r = 18 і ступінь попереднього розширення rc = v₃/v₂ = 2,2. Використовуйте припущення холодного повітряного стандарту: повітря — ідеальний газ зі сталими теплоємностями, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) і cv = 0,718 kJ/(kg·K). Знайдіть його термічний ККД η у відсотках.

r = 18rc = 2,2k = 1,4
η = %
4.Середня
vP1234qin​qout​

Ідеальний цикл Дизеля має ступінь стиснення r = 14 і ступінь попереднього розширення rc = v₃/v₂ = 2,5. Використовуйте припущення холодного повітряного стандарту: повітря — ідеальний газ зі сталими теплоємностями, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) і cv = 0,718 kJ/(kg·K). Знайдіть його термічний ККД η у відсотках.

r = 14rc = 2,5k = 1,4
η = %
5.Складна
vP1234qin​qout​

Газотурбінна установка працює за циклом Брайтона зі ступенем підвищення тиску в компресорі 10. Повітря надходить у компресор при 290 K, а в турбіну — при 1200 K. Ізоентропний ККД компресора 82%, турбіни — 88%. Використовуйте припущення холодного повітряного стандарту: повітря — ідеальний газ зі сталими теплоємностями, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) і cv = 0,718 kJ/(kg·K). Знайдіть корисну роботу wnet на кілограм повітря, у kJ/kg.

rp = 10T1 = 290 KT3 = 1200 Kηc = 82%ηt = 88%k = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg
6.Складна
vP1234qin​qout​

Газотурбінна установка працює за циклом Брайтона зі ступенем підвищення тиску в компресорі 14. Повітря надходить у компресор при 295 K, а в турбіну — при 1100 K. Обидві машини ізоентропні. Використовуйте припущення холодного повітряного стандарту: повітря — ідеальний газ зі сталими теплоємностями, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) і cv = 0,718 kJ/(kg·K). Знайдіть корисну роботу wnet на кілограм повітря, у kJ/kg.

rp = 14T1 = 295 KT3 = 1100 Kk = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg

Ключ відповідей

  1. 1. T2 = 693,9 K
  2. 2. w = 358,4 kJ/kg
  3. 3. η = 62,24 %
  4. 4. η = 56,81 %
  5. 5. wnet = 180,8 kJ/kg
  6. 6. wnet = 251,7 kJ/kg

Повні покрокові розв’язки: тренуйте цю тему на examproblems.com.