Создан заказ №3495572
31 декабря 2018
В производственном помещении размерами А*В*Н м проходит газопровод диаметром D
Как заказчик описал требования к работе:
Задание: решить контрольную по физике, срок 2 дня, очень нужно! Расписывайте, пожалуйста, подробное решение для каждой задачи.
Фрагмент выполненной работы:
В производственном помещении размерами А*В*Н , м, проходит газопровод диаметром D, мм, температурой газа t1 , 0C, и избыточном давлении Р1 , см вод. ст. В результате аварии на поверхности трубопровода образовался свищ (трещина) площадью F, мм2.
Оценить время образования взрывоопасной концентрации в помещении, а также величины скоростей газового потока в трубопроводе и на срезе свища. Условия в помещении до аварии считать комфортными. (работа была выполнена специалистами author24.ru)
Дано:
А=13 м
В=8 м
Н=5,9 м
Р1=14,6 см вод.ст.= 1432,26 (т.к. 1 сантиметр водяного столба = 98,1 паскаль);
t1=50C
D=19 мм=19*10-3м
F=6,3 мм2 = 6,3*10-6м2
C2H6
Абсолютное давление в газопроводе равно:
Рг=Р1+Р0
где P1 – избыточное давление газа; P0 – нормальное атмосферное давление (P0 = 101325 Па). Pr = 1432,26 + 101325 = 102757,26 Па.
Определим величину отношения давлений
β=Р0Рг=101325102757,26=0,986
Определим величину критического отношения давлений, используя выражение:
βкр=Р0Ркр,
где Pкр – критическое давление.
Для этана C2H6 Pкр =4,89 МПа – справочные данные [3]. Тогда,
βкр=1013254,89∙106=0,021
Сравнивая величину отношения давлений с ее критическим
значением, определим режим истечения газа из газопровода. Т.к. β = 0,986 > βкр = 0,021, то режим истечения – критический.
Определим величину удельного объема газа в газопроводе. Для этого
воспользуемся уравнением Менделеева – Клайперона:Р1ν1 = RT1, где R = 320 Дж / кг∙К – газовая постоянная; Т1 = 5 + 273 = 278 К. удельный объем газа равен: ν1 = RT1 / Р1 = 320 ∙ 278 / 1432,26 = 62 м3/кг.
Определим величину скорости истечения газа через свищ. Т.к. режим истечения критический, то используем формулу:
wкр=2kk+1∙P1v1∙(k+12)kk-1∙(2k+1)1k-1=kP1v1где k=1,22 – показатель адиабаты для этана
wкр=1,22∙1432,26∙62=329,14 м/с
Определить величину массового расхода газа через свищ. Для
критического режима истечения газа используем уравнение: G=2kk+1∙2k+1kk-1=2∙1,221,22+1∙21,22+11,221,22-1=0,162кг/с
Определим объемный расход газа Vг, вытекающего через свищ из
Газопровода, используя уравнение Менделеева – Клапейрона: РгVг = RT1, (7)откуда Vг = RT1 / Pr = 320 ∙ 278 / 102757,26 = 0,866 м3.
Определяем площадь поперечного сечения трубопровода:
S=πD24
S=3,14∙(19∙10-3)24=2,83∙10-4м2
Определим скорость движения газа по газопроводу:
w=VгSw=0,8662,83∙10-4=3060,1 м/с
Объем помещения определяется следующим образом:
Vп=А∙В∙H=13∙8∙5,9=613,6 м3
Определяем объем газа, образующего концентрацию, равную НКПР
V0=Vп∙НКПР
Для этана НКПР = 3,07 % (справочные данные). V0=613,6∙0,0307=18,84м3
Определим массу газа, образующую концентрацию, равную НКПР:
РrV0 = МгRT1Мг = РrV0 / RT1 = 102757,26 ∙ 18,84 / 320 ∙ 278 = 21,76 кг.
Определяем время образования в помещении концентрации газа,
Равной НКПР:
τ=МгG=21,760,162=134,32cРезультаты расчетов сводим в таблицу.
Термодинамические параметры Обозначения Единицы измерения Значение параметра
Абсолютное давление в газопроводеУдельный объем в газопроводеПлощадь сечения газопроводаСкорость движения газа по газопроводуКритическое отношение давленийСкорость истечения газа через свищМассовый расходНижний концентрационный предел распространения пламениОбъем газа при НКПВМасса газа при НКПВВремя образования взрывоопасной концентрации в помещении Prv1Swbкр
wкр
G
НКПР
V
Mг
τ Пам3/кг
м2м/с-м/скг/с%
м3кгс
102757,26 62
0,0002833060,10,021329,140,162
3,07
0,24821,76134,32
Задание № 2.Термический расчет цикла ДВС. Цикл поршневого двигателя внутреннего сгорания пожарного автомобиля имеет следующие характеристики: степень сжатия e = 21; степень повышения давления l = 1; степень предварительного расширения r = 2,2; начальное давление P1 = 99 (кПа); начальная температура t1 = –10 (oC).Принимая в качестве рабочего тела 1 кг продуктов горения с удельной изобарной теплоемкостью Ср = 110 (кДж / кг ∙ 0С) и удельной изохорной теплоемкостью Сv = 840 (кДж / кг ∙ 0С), необходимо определить: - параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла (давление, температуру, удельный объем);- тепло и работу, для каждого из процессов, входящих в цикл;- термический КПД цикла, сравнив его с КПД цикла Карно, имеющего одинаковые по сравнению с расчетным циклом максимальное и минимальное значения температур.Вычертить графики цикла в полулогарифмическом масштабе в P-V координатах. Результаты расчета представить в виде таблицы.
Решение:
Выпишем численные значения исходных термодинамических
параметров и переведем их значения, если потребуется, в единицы Системы Интернациональной (СИ): ε = 21 – степень сжатия; λ = 1 – степень повышения давления; ρ = 2,2 – степень предварительного расширения; P1 = 99 кПа =9,9* 104 Па; t1 = – 10 °C; Ср = 110 кДж / кг ∙ 0С = 1,1 ∙ 105 Дж / кг ∙ 0С; Сv = 840 кДж / кг ∙ 0С = 8,4 ∙ 105 Дж / кг ∙ 0С;μ = 36 кмоль / кг = 36 ∙ 103 моль / кг.
Используя уравнение Менделеева – Клапейрона , определяем
величину удельного объема рабочего тела до сжатия: v1 = RT1 / Р1, (1)где - газовая постоянная горючего газа, а μ = 36 кмоль / кг – мольная масса горючего газа; Т1 = - 10 + 273 = 263 К.v1 = 251,9 ∙ 103 ∙ 263 / 9,9∙104 = 688,3 м3/кг.
Определим величину удельного объема после сжатия рабочего тела:
v2=v1ε=688,321=32,78м3/кг. (2)
Т.к.
λ=P3P2=1 (3)
и
ρ=v3v2=2,2 (4)
следовательно, будем рассчитывать цикл со смешанным подводом теплоты.
В соответствии с видом цикла, используя уравнения (3), (4), законы
идеальных газов (Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля), а также уравнение политропного процесса , последовательно рассчитаем значения давления, абсолютной температуры и удельного объема в характерных точках цикла: Точка 1: Р1 = 99 кПа, t1 = - 10 0С = 263 К; v1 = 688,3 м3/кг.Точка 2: v2 = 32,78 м3/кг.Температура в конце адиабатного сжатия:
T2=T1∙(v1v2)k-1
где k = Ср / Сv = 110 / 840 = 0,13 – показатель адиабаты. Тогда T2=263∙688.332.780.13-1=18.6K=-254,4C
Давление в конце адиабатного сжатия:Р2 = Р1 ∙ εk = 99 ∙ 210.13 = 147 кПа...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
200 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
1 января 2019
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
В производственном помещении размерами А*В*Н м проходит газопровод диаметром D.docx
2019-01-04 15:49
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
Работа выполнена в срок четким, разборчивым почерком с пояснениями. Большое спасибо автору.
Хочешь такую же работу?
300 ₽
