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 6 повітря на початку такту стиснення має температуру 25 °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 = 6T1 = 25 °Ck = 1,4
T2 = K
2.Легка
vP1234qin​qout​

Ідеальний цикл Отто має ступінь стиснення 11. На початку стиснення повітря має температуру 305 K, а найвища температура циклу — 2000 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 = 11T1 = 305 KT3 = 2000 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 = 3. На початку стиснення повітря має температуру 295 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 підведену теплоту qin на кілограм повітря, у kJ/kg.

r = 18rc = 3T1 = 295 Kk = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
qin = kJ/kg
4.Середня
vP1234qin​qout​

Ідеальний цикл Дизеля має ступінь стиснення r = 20 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 = 20rc = 2,5k = 1,4
η = %
5.Складна
vP1234qin​qout​

Газотурбінна установка працює за циклом Брайтона зі ступенем підвищення тиску в компресорі 16. Повітря надходить у компресор при 295 K, а в турбіну — при 1300 K. Ізоентропний ККД компресора 88%, турбіни — 90%. 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 = 16T1 = 295 KT3 = 1300 Kηc = 88%ηt = 90%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 8. Повітря надходить у компресор при 300 K, а в турбіну — при 1200 K. Ізоентропний ККД компресора 85%, 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 = 8T1 = 300 KT3 = 1200 Kηc = 85%ηt = 88%k = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg

Ключ відповідей

  1. 1. T2 = 610,5 K
  2. 2. w = 533,2 kJ/kg
  3. 3. qin = 1884 kJ/kg
  4. 4. η = 62,55 %
  5. 5. wnet = 236,3 kJ/kg
  6. 6. wnet = 187,6 kJ/kg

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