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 9. На початку стиснення повітря має температуру 300 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 = 9T1 = 300 KT3 = 2400 Kk = 1,4cv = 0,718 kJ/(kg·K)
w = kJ/kg
2.Легка
vP1234qin​qout​

Ідеальний цикл Отто має ступінь стиснення 7. 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 = 7k = 1,4
η = %
3.Середня
vP1234qin​qout​

Ідеальний цикл Дизеля має ступінь стиснення r = 17 і ступінь попереднього розширення rc = v₃/v₂ = 2,2. На початку стиснення повітря має температуру 320 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 = 17rc = 2,2T1 = 320 Kk = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
qin = kJ/kg
4.Середня
vP1234qin​qout​

Ідеальний цикл Дизеля має ступінь стиснення r = 15 і ступінь попереднього розширення rc = v₃/v₂ = 1,8. На початку стиснення повітря має температуру 310 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 температуру T3 в кінці підведення теплоти, у K.

r = 15rc = 1,8T1 = 310 Kk = 1,4
T3 = K
5.Складна
vP1234qin​qout​

Газотурбінна установка працює за циклом Брайтона зі ступенем підвищення тиску в компресорі 18. Повітря надходить у компресор при 310 K, а в турбіну — при 1400 K. Ізоентропний ККД компресора 82%, турбіни — 92%. 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 = 18T1 = 310 KT3 = 1400 Kηc = 82%ηt = 92%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 20. Повітря надходить у компресор при 290 K, а в турбіну — при 1500 K. Ізоентропний ККД компресора 80%, 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 = 20T1 = 290 KT3 = 1500 Kηc = 80%ηt = 90%k = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg

Ключ відповідей

  1. 1. w = 704,3 kJ/kg
  2. 2. η = 54,08 %
  3. 3. qin = 1199 kJ/kg
  4. 4. T3 = 1648 K
  5. 5. wnet = 239,9 kJ/kg
  6. 6. wnet = 287,2 kJ/kg

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