Кафедра технической эксплуатации воздушных судов и двигателей

Кафедра технической эксплуатации воздушных судов и двигателей

 

Техническая термодинамика и теплопередача

Методические указания по изучению дисциплины и выполнению

контрольной и курсовой работ для студентов заочной формы обучения специальности 1-37 04 01

 

 

Минск – 2014г.

 

УДК

Составитель: Э.К. Бересневич

Рецензент: доктор физико-математических наук Кнюкшто Валерий Николаевич.

Одобрено и рекомендовано к изданию научно-методическим советом МГВАК (протокол от 2012г №)

Техническая термодинамика и теплопередача: Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольной и курсовой работ для студентов заочной формы обучения. /Сост. Э.К. Бересневич./; МГВАК. Минск, 2011.38с.

 

 

Методические указания предназначены для организации самостоятельной работы студентов заочного отделения, обучающихся по специальности 1-37 04 01 «Техническая эксплуатация воздушных судов и двигателей» при изучении учебногокурсапо дисциплине «Техническая термодинамика и теплопередача».

Методические указания содержат перечень основных рекомендуемых учебников и дополнительных учебных пособий для более глубокого изучения отдельных вопросов курсов. Приведена развернутая программа теоретического материала курсов и дано содержание контрольного задания, курсовой работы. В методических комментариях акцентируются наиболее важные моменты, на которые необходимо обратить внимание при самостоятельном изучении дисциплины. Методические указания могут быть также полезны и курсантам МГВАК, обучающимся на стационаре.

 

 

Введение

Учебная дисциплина «Термодинамика и теплопередача» является составной частью учебного плана подготовки инженера-механика по специальности «Техническая эксплуатация воздушных судов и двигателей» для всех форм обучения. Дисциплина состоит из двух самостоятельных разделов:

- техническая термодинамика;

- теплопередача.

Техническая термодинамика является частью термодинамики – раздела теоретической физики. Объектом исследований технической термодинамики являются авиационные двигатели – тепловые машины, в которых изучаются закономерности взаимного превращения теплоты в работу, устанавливается взаимосвязь между тепловыми, механическими и химическими процессами, имеющими место в тепловых машинах.

Теплопередача – это наука, изучающая процессы переноса теплоты (теплообмена) в пространстве с неоднородным температурным полем. В зависимости от характера теплообмена перенос теплоты может быть назван теплопроводностью (например, через стенки корпуса), конвекцией (например, при охлаждении турбинных лопаток воздухом) и излучением (например, при горении топливовоздушной смеси от пламени к стенкам жаровой трубы в камере сгорания).

Основной формой изучения данной дисциплины является самостоятельная работа над учебным материалом. При этом не следует стремиться к механическому запоминанию всех формул и зависимостей. Главное внимание необходимо уделить раскрытию физического смысла входящих в формулы параметров, уяснить динамику изменения их в процессе эксплуатации и др. Однако нужно твёрдо помнить основные уравнения и формулы. Изучив всю тему, надо проверить свои знания, ответив на контрольные вопросы.

 

 

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Курс дисциплины «Техническая термодинамика и теплопередача» изучается студентами заочной формы обучения специальности 1-37 04 01 «Эксплуатация воздушных судов и двигателей»самостоятельно по рекомендованным в списке учебной литературы учебникам, учебным пособиям, методическим указаниям и закрепляется выполнением контрольной и курсовой работ. В период лабораторно-экзаменационной сессии для студентов проводятся обзорные лекции по основным вопросам курсов и практические работы. В процессе освоения дисциплины студенты получают консультации на кафедре технической эксплуатации воздушных судов и двигателей.

Изучать курс рекомендуется в следующем порядке. Внимательно ознакомиться с содержанием соответствующего раздела рабочей программы и методическими указаниями; прочитать по учебнику материал, рекомендуемый в программе для изучения данной темы. Изучение каждого раздела полезно начинать с уяснения принципиальных положений, затем переходить к разбору его конкретных особенностей. Усвоив смысл изучаемого раздела и разобравшись в ходе математических выкладок, важно самостоятельно повторить вывод той или иной зависимости,дать ответы на вопросы для самоконтроля. Такой метод способствует лучшему усвоению идей и методов, положенных в основу математических выводов. При изучении материала полезно составлять конспекты по каждой теме изучаемой темы.

В процессе изучения дисциплины студенты выполняют одну контрольную работу (в осеннем семестре) и курсовую работу в весеннем семестре. Цель контрольной работы - закрепление пройденного материала.

Цель курсовой работы: закрепить теоретические знания, полученные при изучении курса и научить студента самостоятельно рассчитывать и анализировать термодинамические процессы в элементах двигателей и системах летательных аппаратов; производить анализ идеальных циклов авиационных двигателей; рас­считывать одномерные газовые потоки в элементах двигателей летательных аппа­ратов; производить анализ теплового состояния этих элементов и влияния на него различных факторов; уметь оценивать эффективность методов тепловой защиты элементов конструкции; оценивать эффективность теплообменных аппаратов и систем охлаждения.

Для положительной аттестации по дисциплине от студента требуется знание теоретических положений курсов, понимание физической сущности изучаемых явлений и процессов, умение применять теоретические положения при решении практических задач.

 

 

РАЗДЕЛ 2. Теплопередача.

ТЕМА 2.1. Теплопроводность при стационарном режиме.

Основные понятия и определения. Закон теплопроводности Фурье и коэффициент теплопроводности. Определение коэффициента теплопроводности материала. Те­плопроводность однослойной и многослойной плоской стенки. Теплопроводность однослойной и многослойной цилиндрической стенки. Теплопроводность одно­слойной и многослойной сферической (шаровой) стенки. Теплопроводность сте­нок различной формы.

Приступая к изучению теории теплообмена необходимо усвоить механизм и физическую сущность каждого из способов передачи теплоты: теплопроводность (диффузия тепла), конвективный теплоперенос и излучение (радиационный теплоперенос). Обратите внимание на то, что все они одновременно участвуют в процессе теплопереноса, однако при различных условиях роль и значимость каждого из них может существенно изменяться. Так в неподвижных сплошных телах основным механизмом передачи теплоты является теплопроводность. При движении среды возрастает вклад конвекции, а в условиях разряженных газов и высоких температур приоритет переходит к радиационному механизму переноса теплоты.

При рассмотрении первого способа теплопереноса - теплопроводности, обратите внимание на понятие температурного поля, как совокупности значений температуры для каждой точки исследуемого пространства в соответствующий момент времени. Нужно также уяснить понятия градиента температуры, теплового потока и его плотности.

Изучая основной закон теплопроводности (закон Фурье) обратите внимание на то, что в его записи q =-lgrad t минус отражает факт противонаправленности векторов плотности теплового потока и температурного градиента. Здесь необходимо получить представления о численных значениях коэффициента теплопроводности l для различных материалов, как характеристики их способности проводить теплоту.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что называется температурным полем? Виды температурных полей (стационарное, нестационарное, трехмерное, двухмерное, одномерное).

2. Дать понятие градиента температур. Как направлен градиент температур?

3. Сформулировать закон Фурье и физический смысл коэффициента теплопроводности.

4. Описать особенности теплопроводности различных веществ.

5. Записать дифференциальное уравнение теплопроводности для одно-, двух- и трехмерного стационарного и нестационарного температурных полей.

6. Физический смысл коэффициента температуропроводности.

7. Что считается известным при граничных условиях первого, второго и третьего рода?

8. Для случая постоянного коэффициента теплопроводности вывести уравнение температурного поля плоской однослойной и многослойной стенок.

9. Получите уравнение для определения плотности теплового потока плоской однослойной и многослойной стенок.

10. Представьте характер изменения температуры в плоской стенке.

11. Как определить температуру между слоями стенки?

12. Получите уравнение для определения температурного поля и теплового потока цилиндрической стенки.

13. Как изменяется температура внутри цилиндрической стенки?

14. При каких условиях термическое сопротивление цилиндрической стенки можно определять по уравнениям, полученным для плоскойстенки?

15. Вывод уравнения теплопроводности через однослойную плоскую стенку.

16. По какому закону изменяется температура в однослойной плоской стенке?

17. От каких величин зависит тепловой поток, передаваемый теплопроводностью через однослойную плоскую стенку.

18. Вывод уравнения теплопроводности через многослойную плоскую стенку.

19. Уравнение для определения эквивалентного коэффициента теплопроводности λ_эк плоской стенки, его вывод.

20. Определение температуры между слоями в многослойной плоской стенке.

21. Уравнение температурного поля для цилиндрической стенки.

22. Вывод уравнения теплопроводности через однослойную цилиндрическую стенку.

23. От каких величин зависит теплопроводность однослойной цилиндрической стенки?

24. Каков закон изменения температуры в цилиндрической стенке.

25. Вывод уравнения теплопроводности через многослойную цилиндрическую стенку.

26. Уравнение для определения эквивалентного коэффициента теплопроводности λ_эк цилиндрической стенки, его вывод.

27. Определение температуры между слоями в многослойной цилиндрической стенке.

28. Вывод уравнения теплопроводности через шаровую стенку.

 

ТЕМА 2.2. Конвективный теплообмен.

Сущность конвективного теплообмена. Факторы, определяющие его интенсив­ность. Общие положения теории подобия. Применение теории подобия к конвек­тивному теплообмену. Теплоотдача при больших скоростях движения газов.

Основной задачей раздела, посвященного конвективному механизму переноса теплоты движущейся средой (теплоносителем), является изучение методик определения коэффициента теплоотдачи и применения их для практических расчетов. Одной из таких методикявляетсяметодика определения коэффициента теплоотдачи базирующаяся на физическом моделировании и обобщении экспериментальных данных с помощью теории подобия в виде критериальных уравнений теплоотдачи.

Здесь нужно твердо усвоить физический смысл отдельных критериальных чисел подобия, участвующих в описании конвективного переноса теплоты: значением Nu оценивается интенсивность теплоотдачи с поверхности твердого тела в подвижную окружающую среду, критерии Re и Gr характеризуют интенсивность вынужденного и свободного движения теплоносителя, величина Pr показывает соотношение его механических и тепловых свойств.

Необходимо детально освоить процедуру расчета коэффициента теплоотдачи a с применением критериальных уравнений теплоотдачи.Рассмотрите теплообмен при вынужденном движении теплоносителя по трубам, а также при его свободной циркуляции. Обратите вниманиена методику получения критериальных уравнений путем обобщения экспериментальных данных по теплоотдаче в подобных условиях.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что называется конвективным теплообменом?

2. Какие различают виды движения жидкости?

3. Какие факторы влияют на интенсивность свободного движения жидкости?

4. Что такое вынужденный и свободный конвективный теплообмен?

5. Дайте понятие теплового и гидродинамического пограничных слоев.

6. Как влияет режим течения жидкости на формирование пограничного слоя?

7. Каков механизм передачи тепла через пограничный слой при ламинарном и турбулентном режимах течения жидкости?

8. Запишите уравнение Ньютона-Рихмана (уравнение теплоотдачи). Дайте понятие коэффициента теплоотдачи.

9. Какие факторы определяют величину коэффициента теплоотдачи?

10. Как связан коэффициент теплоотдачи с толщиной и характером течения жидкости в пределах пограничного слоя?

11. В чем сущность аналитического метода определения коэффициента теплоотдачи?

12. Напишите систему дифференциальных уравнений конвективного теплообмена (уравнения сплошности, движения, теплопроводности, теплоотдачи).

13. Почему аналитический метод определения коэффициента теплоотдачи имеет ограниченное применение?

14. Какие методы, кроме аналитического используются для определения коэффициента теплоотдачи?

ТЕМА 2.3. Лучистый теплообмен.

Основные понятия лучистого теплообмена. Законы теплового излучения. (Планка, Стефана Больцмана, Кирхгофа, Ламберта). Лучистый теплообмен между телами (между плоскими стенками, между двумя произвольно расположенными поверх­ностями). Излучение газов. Защита от излучения. Определение степени черноты тела методом сравнения.

Прежде всего нужно усвоить принципиальное отличие радиационного механизма переноса теплоты, связанного с электромагнитным излучением, от теплопроводности и конвекции.

Обратите внимание на то, что описание закономерностей радиационного теплопереноса проводится с использованием абсолютной температуры T, К.

Подробно изучите содержание и физическое проявление основных законов излучения. Особое внимание следует уделить закону Стефана-Больцмана, основного с точки зрения инженерного применения (E =es T ⁴ ). Нужно усвоить, что степень черноты e не определяет цвет тела, а характеризует его излучательную способность относительно абсолютно черного тела.

Применение законов теплового излучения нужно рассмотреть на примере теплообмена между параллельными пластинами. Здесь обратите внимание на понятие приведенной степени черноты, как характеристики излучательной способности всей системы тел, участвующих в теплообмене. Изучите вопросы экранирования, как эффективного средства борьбы с тепловым излучением. Выясните, как изменится лучистый тепловой поток при наличии экрана, какую роль при этом имеет его степень черноты.

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие длины волн ограничивают спектр теплового электромагнитного излучения?

2. Что происходит с лучистой энергией падающей на поверхность твердого тела?

3. Что понимают под коэффициентами поглощения, отражения и пропускания?

4. Какие тела называются абсолютно черными, абсолютно белыми и абсолютно прозрачными?

5. Что такое собственное, эффективное и результирующее излучения тела?

6. Закон Планка. Его графическое изображение.

7. Что понимают под спектральной плотностью потока излучения?

8. Закон Вина. От чего зависит длина волны, при которой достигается максимум спектральной плотности потока излучения?

9. Закон Стефана-Больцмана. Коэффициент излучения абсолютно черного тела.

10. Что такое степень черноты? Как определить коэффициент излучения серого тела?

11. Закон Кирхгофа. Закон Ламберта.

12. Как определить поток излучения между двумя плоскопараллельными пластинами?

13. Как определить поток излучения, когда одно тело находится внутри другого?

14. Как определить поток излучения для произвольно расположенных тел?

15. Что такое коэффициент облученности (угловой коэффициент)?

16. Для какой цели используются экраны? Как определяетсятемпература экрана?

17. Какие газы можно считать прозрачными для тепловых лучей?

18. Каковы особенности излучения газов?

19. Как определить поток излучения от газа к окружающей его поверхности теплообмена.

ТЕМА 2.4. Сложный теплообмен.

Передача тепла через однослойную и многослойную плоскую стенку. Передача тепла через однослойную и многослойную цилиндрическую стенку. Теплопере­дача в охлаждаемых турбинных лопатках.

Теплопередача – это процесс переноса теплоты от одной подвижной среды (горячей) к другой (холодной) через разделяющую их твердую стенку. Весь процесс можно условно разделить на три этапа: конвективный теплообмен между горячим теплоносителем и стенкой, теплопроводность через стенку и конвективный теплообмен между стенкой и холодным теплоносителем. Каждый из этих процессов имеет вполне определенное термическое сопротивление. От его суммарной величины будет зависеть количество передаваемого тепла. При изучении темы необходимо получить уравнение теплопередачи. Сформулировать физический смысл коэффициента теплопередачи. Получить зависимости для определения коэффициентов теплопередачи и суммарного термического сопротивления стенок: плоской однослойной и многослойной, цилиндрической однослойной и многослойной. Выяснить изменение суммарного термического сопротивления и тепловых потерь через цилиндрическую стенку при увеличении ее толщины. Показать, как можно использовать понятие критического диаметра при выборе материала изоляции. Выделить основные факторы, определяющие величину коэффициента теплопередачи. Наметить пути интенсификации данного процесса. Привести примеры использования процессатеплопередачи в системах авиационной техники, транспортных машин.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что называется процессом теплопередачи?

2. Показать характер изменения температуры между горячим и холоднымтеплоносителями в процессе теплопередачи через плоскую ицилиндрическую стенку.

3. Вывести уравнения для определения тепловых потоков, передаваемыхчерез плоскую однослойную и многослойную стенки.

4. Что называется коэффициентом теплопередачи?

5. Что такое общее термическое сопротивление и из каких величин оноскладывается?

6. Как определить температуру поверхности стенки?

7. Может ли коэффициент теплопередачи плоской стенки быть большекоэффициентов теплоотдачи со стороны горячего и холодноготеплоносителей?

8. Получите уравнения для определения тепловых потоковцилиндрической однослойной и многослойной стенок.

9. Что называется критическим диаметром цилиндрической стенки и какон определяется?

10. При каких условиях с увеличением толщины изоляции тепловыепотери будут уменьшаться?

11. Как влияет толщина стенки и коэффициент теплопроводностиматериала стенки на процесс теплопередачи?

12. Как влияет скорость движения, коэффициент теплопроводности ивязкость жидкости на коэффициент теплопередачи?

ТЕМА 2.5. Нестационарная теплопроводность.

Описание процесса. Дифференциальное уравнение теплопроводности.

Нужно понять физический смысл дифференциального уравнения теплопроводности, как варианта выражения первого закона термодинамики, из решения которого при соответствующих начальных и граничных условиях может быть получено температурное поле рассматриваемого объекта. Уясните различие между разными граничными условиями: I рода - задание значения температур на поверхности тела; II рода - задание на границе плотности теплового потока (температурного градиента); III рода -установление линейной зависимости теплового потока от температурного напора на границе в виде закона Ньютона-Рихманаq=a(t_п – t_ср). Здесь нужно понять, что коэффициент теплоотдачи a моделирует влияние на границу тела окружающей среды и зависит от ее физических свойств и условий движения.

Разберитесь с методикой решения дифференциального уравнения теплопроводности для отыскания стационарных температурных полей в простейших ситуациях плоского и цилиндрического слоев.

Обратите внимание на особенность теплоизоляции цилиндрических тел. Здесь в отличие от плоских поверхностей существует ограничение на выбор материала теплозащитного покрытия, вызванное существованием критического диаметра, при котором тепловые потери достигают максимума.

Расчет нестационарных температурных полей путем решения уравнения теплопроводности связан со значительными трудностями математического характера. Для приобретения навыков приближенной инженерной оценки процессов нагрева или охлаждения тел с маленьким термическим сопротивлением изучите метод регулярного теплового режима.

Вопросы для самоконтроля:

1. Дать определение нестационарного температурного поля.

2. Дифференциальное уравнение теплопроводности и граничные условия для нестационарного режима.

3. Уравнение температурного полядля нестационарного режима.

4. Из каких чисел подобия составляется уравнение температурного поля?

ТЕМА 2.6. Теплообменные аппараты.

Основные определения и схемы теплообменных аппаратов. Расчет теплообменных аппаратов. Определение коэффициента теплопередачи.

Рассмотрите классификацию теплообменных аппаратов по принципу действия: рекуператоры, регенераторы, смесители. Уясните основные принципы работы устройств каждого типа.

Наиболее распространенными являются рекуперативные теплообменники, поэтому при теоретическом анализе теплопередачи можно ограничится рассмотрением только этого типа устройств. Детально разберите методику расчета рекуперативного теплообменника для прямоточной и противоточной схем движения теплоносителей. Обратите внимание на понятия средне логарифмического и среднеарифметического температурного напора. Научитесь анализировать изменение температур теплоносителей в зависимости от схемы их движения и значения водяных эквивалентов.

Вопросы для самоконтроля:

1. Поясните принцип работы рекуперативного, регенеративного и смесительного теплообменных аппаратов.

2. Какие способы оребрения трубок используются в теплообменных аппаратах?

3. Какие уравнения положены в основу проектно-конструкторского расчета теплообменного аппарата?

4. Что такое температурный напор?

5. Какие направления движения теплоносителей используются в теплообменных аппаратах?

6. Приведите график изменения температуры теплоносителей вдоль поверхности теплообмена при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей.

7. Получите уравнение для определения среднего температурного напора.

8. Какие параметры являются искомыми при поверочном расчете теплообменного аппарата?

 

Требования к выполнению контрольной работы

При выполнении контрольной работы необходимо придерживаться следующих правил:

– к решению задач контрольного задания следует приступать только после изучения соответствующего раздела курса

– задание составлено по вариантной системе. Номер варианта определяется кафедрой;

– условия задач переписывать полностью;

– в процессе решения сначала приводить формулы, затем подставлять в них соответствующие численные значения; размерность приводить только для результата вычисления;

– вычисления проводить только в международной системе СИ;

– решения иллюстрировать схемами и графиками (если требуется по условию);

– оставить поля для замечаний рецензента и 1…2 чистыестраницы для работы над ошибками.

– в тексте работы приводить ссылки на использованную литературу, а в конце контрольной работы – список использованной литературы.

Контрольная работа подписывается студентом. Прием контрольных работ на рецензию прекращается за 10 дней до начала лабораторно-экзаменационной сессии.Работы, выполненные по чужому варианту, не рассматриваются.

 

Задание 1 Газовые смеси и теплоемкости

Дано:

Газовая смесь имеет следующий (1)* процентный состав (2); давление смеси (4) в барах, объем смеси (5), температура смеси (6) в °С.

 

Требуется определить:

1) (3) состав смеси;

2) газовые постоянные компонентов и смеси;

3) среднюю молекулярную массу смеси через объемные и массо­вые доли;

4) парциальные давления компонентов через объемные и мас­совые доли;

5) массу смеси и компонентов;

6) парциальные объемы и плотности компонентов;

7) плотность компонентов и смеси при заданных условиях через объемные и массовые доли;

8) плотности компонентов и смеси при нормальных условиях через объемные и массовые доли;

9) истинные мольную, объемную (для 1 м³) и массовую тепло­емкости смеси при р = const и v = const для вышеуказанной тем­пературы смеси;

10) средние мольную, объемную и массовую теплоемкости при р = const и v = const для интервала температур (7);

11) затрату тепла на нагревание (охлаждение) при р = const двух молей, 5 м³ и 7 кг смеси в вышеуказанном интервале темпе­ратур.

*Примечание: Данные (1), (2), (3) и т.д. взять из таблицы в соответствии с вариантом.

 

Таблица данных и ответов к контрольному заданию

Вариант	(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)	(7)	Ответы
СО2	Н2	СО	N2	Н2О	SO2	О2	μсм	Q', кДж	Q", кДж	Q'", кДж
	Объемный		-	-			-		Весовой	0,95			200-1000	29,66
	-«-		-			-	-		-«-	1,0			300-100	29,92
	-«-	-					-	-	-«-	0,9			1000-300	25,7
	-«-		-	-			-		-«-	1,05			600-200	29,72
	-«-	-					-	-	-«-	1,05			1000-100	24,40
	-«-					-	-	-	-«-	0,85			900-200	21,0
	-«-		-	-			-		-«-	0,70			700-500	29,90
	-«-	-				-	-	-	-«-	0,95			500-200	26,70
	-«-	-	-	-					-«-	1,0			800-300	30,70
	-«-		-	-			-		-«-	1,05			600-100	30,20
	-«-		-		-		-		-«-	1,15			750-250	31,90
	-«-		-	-			-		-«-	1,2			1000-500	30,35
	-«-					-	-	-	-«-	1,25			300-1300	27,92
	-«-		-	-			-		-«-	1,05			600-900	30,10
	-«-	-				-	-		-«-	0,85			1000-400	23,60
	Весовой		-			-		-	Объемный	1,2			850-350	33,16
	-«-	-		-			-		-«-	1,0			350-750	9,33
	-«-		-	-			-		-«-	0,90			9000-600	28,65
	-«-	-				-		-	-«-	1,0			450-300	23,04
	-«-	-		-		-			-«-	1,05			300-150	12,67
	-«-		-	-			-		-«-	1,05			800-300	28,61
	-«-	-				-	-		-«-	1,0			400-800	17,04
	-«-		-	-			-		-«-	0,95			800-300	29.14
	-«-					-	-	-	-«-	1,15			650-150	12,37
	-«-	-					-	-	-«-	0,85			150-1200	23,82
	-«-		-	-			-		-«-	1,0			300-800	29,61
	-«-	-				-		-	-«-	1,0			1200-1000	9,21
	-«-		-	-			-		-«-	0,90			400-900	28,78
	-«-	-				-		-	-«-	0,95			800-600	14,32
	-«-		-	-			-		-«-	1,0			600-100	28,42

Пример решения задания

Дано:

1. Смесь имеет следующий объемный состав:

СО2= 12%,	r СО2= 0,12
N2 = 75%,	r N2 = 0,75
Н2О = 8%,	r Н2О = 0,08
О2 =5%,	r О2= 0,05
Всего…..100%	ri =1,0

2. Объем смеси V_см= 3 м³

давление смеси р _см= 1 бар (10⁵ н/м²);.

температура смеси t _cм = 100°С (Т_см = 373К).

3. Температура, при которой определяется истинная теплоем­кость смеси t = 2000°С (Т = 2273К).

4. Интервал температур, для которого определяется средняя теплоемкость смеси:

t ₁ = 200°С (Т ₁ = 473К),

t ₂ = 1000°С (Т ₂ = 1273К).

 

Решение.

1. Определение массового состава смеси:

;

; ; ;

 

Определение объемного состава смеси при известном массовом составе:

2. Определение газовых постоянных компонентов смеси:

; ;

;

3. Определение газовой постоянной смеси:

4. Определение средней молекулярной массы смеси:

а) через объемные доли:

 

проверка:

б) через массовые доли:

5. Определение парциальных давлений компонентов:

а) через объемные доли:

б) черезмассовые доли:

 

6. Определение массы смеси:

7. Определение массы компонентов:

8. Определение парциальных объемов компонентов:

(при р _см и Т _см)

9. Определение парциальной плотности компонентов (при p_i и Т _см):

10. Определение плотности компонентов при заданных услови­ях (при p_i и Т _см):

11. Определение плотности смеси при заданных условиях (при p_см и Т _см):

а) через объемные доли:

б) через массовые доли:

в) через парциальные плотности компонентов:

12. Определение плотности компонентов при нормальных физи­ческих условиях (при р = 760 мм рт. ст. = 1,013 бар и t = 0° С; Т = 273° К):