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​

Ідеальний цикл Отто має ступінь стиснення 12. На початку стиснення повітря має температуру 295 K, а найвища температура циклу — 2400 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 = 12T1 = 295 KT3 = 2400 Kk = 1,4cv = 0,718 kJ/(kg·K)
w = kJ/kg
2.Легка
vP1234qin​qout​

Ідеальний цикл Отто має ступінь стиснення 7,5. 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 = 7,5T1 = 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 = 16 і ступінь попереднього розширення rc = v₃/v₂ = 1,8. 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 = 16rc = 1,8k = 1,4
η = %
4.Середня
vP1234qin​qout​

Ідеальний цикл Дизеля має ступінь стиснення r = 22 і ступінь попереднього розширення rc = v₃/v₂ = 2,2. На початку стиснення повітря має температуру 290 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 = 22rc = 2,2T1 = 290 Kk = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
qin = kJ/kg
5.Складна
vP1234qin​qout​

Ідеальний цикл Брайтона працює зі ступенем підвищення тиску в компресорі 15. 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.

rp = 15k = 1,4
η = %
6.Складна
vP1234qin​qout​

Газотурбінна установка працює за циклом Брайтона зі ступенем підвищення тиску в компресорі 20. Повітря надходить у компресор при 290 K, а в турбіну — при 1200 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 = 20T1 = 290 KT3 = 1200 Kk = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg

Ключ відповідей

  1. 1. w = 724,9 kJ/kg
  2. 2. w = 364,4 kJ/kg
  3. 3. η = 62,39 %
  4. 4. qin = 1204 kJ/kg
  5. 5. η = 53,87 %
  6. 6. wnet = 299,1 kJ/kg

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