Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана









Домашнее задание №2

«Термодинамический анализ газового цикла»

по курсу «Термодинамика»




Вариант: 2

Группа: Э7-51

Студент: Ахметов Р.Я.

Преподаватель: Кабушев Д.Н.











Москва 2014 г.





Дано:

Сухой воздух массой 1 кг совершает прямой термодинамический цикл, состоящий из четырех последовательных термодинамических процессов, параметры которых определяются преподавателем.

Требуется:

1) рассчитать давление (p), удельный объем (v) и температуру (T) воздуха для

основных точек цикла,

2) определить для каждого из процессов значения показателей политропы (n) и теплоемкости (c), вычислить изменение внутренней энергии (∆u), энтальпии (∆h), энтропии (∆s), теплоту процесса (q), работу процесса ( l ) и располагаемую работу ( l 0 ),3) определить суммарные количества подведенной (q') и отведенной (q'') теплоты, работу цикла ( l ц ), располагаемую работу цикла ( l 0ц ) и термический к.п.д. цикла (η t ),

4) построить цикл в координатах:

а) lg v – lg p,

б) v – p, используя предыдущее построение для нахождения трех или четырех

промежуточных точек на каждом из процессов,

в) s – Т, нанеся основные точки цикла и составляющие его процессы,

5) для одного из процессов цикла, кроме изотермического, привести схему его

графического расчета по тепловой s–T диаграмме, изобразив на схеме линию процесса

вспомогательные линии изохорного и изобарного процессов, значения температур в

начале и в конце процесса, отрезки, соответствующие изменению энтропии в основном и

вспомогательных процессах, площади, соответствующие теплоте процесса, изменению

внутренней энергии и энтальпии.

теплоемкости процессов:




Решение.

1. Определить параметры p, v и T воздуха для основных точек цикла:

а) для точки 1 дано: p1 =1,3 МПа ; T1 = 573 K; (t1 = 300 )

Для определения ν1 используем уравнение состояния:


б) для точки 2 дано: p2 =0.5 МПа, T2 = 573 K (T2=T1);

Для определения v2 используем соотношение параметров изотермического процесса

в) для точки 3 дано: T3 = 290 K; (t3 = 17);

Для определения v3 используем уравнение адиабаты процесса(2-3):

T–
v координатах: Tv k-1 = const , где

- показатель адиабаты, или:
,откуда:


Для определения p3 используем уравнение состояния: ,откуда:



г) для точки 4 дано: T4 = 290 K; (T3=T4)
Для определения v3 используем уравнение адиабаты процесса (4-1):

Для определения p
3 используем уравнение состояния: ,откуда:



, где Таблица №1 (0,1 Мпа = 1 бар)

Параметр

Точка

Р, бар

V,

Т,К

1

13

573

2

5

573

3

0.442

290

4

1.151

290


2. Для каждого из процессов определить значения показателей политропы (n) и теплоемкости (c), вычислить изменение внутренней энергии (∆u), энтальпии (∆h), энтропии (∆s), теплоту процесса (q), работу процесса (l) и располагаемую работу (l0 ):


a) – процесс 1– 2 – изотермический:

теплоемкость для изотермического процесса равна

определить показателей политропы - для изотермического процесса:


изменение внутренней энергии и энтальпии идеального газа определить по формулам:


изменение энтропии в рассматриваемом процессе определить по Формуле:

теплоту процессов можно определить по формуле:

работу процесса и располагаемую работу процесса определить из уравнений первого

закона термодинамики:


б) – процесс 2– 3 – адиабатический:

определить показателей политропы – для адиабатного процесса:

- показатель адиабаты

определить теплоемкость:

; но т. к. dq = 0, то c = 0.

вычислить изменение внутренней энергии (∆u), энтальпии (∆h), энтропии (∆s):

, т.к. процесс 1– 2 – адиабатный,

q = 0 и теплообмен в нем отсутствует,

работу процесса и располагаемую работу определить из уравнений первого закона

термодинамики:


в) – процесс 3– 4 – изотермический:

теплоемкость для изотермического процесса равна

определить показателей политропы для изобарного процесса:


изменение внутренней энергии и энтальпии идеального газа определить по формулам:


изменение энтропии в рассматриваемом процессе определить по одной из следующих

Формуле:

теплоту процессов можно определить по формуле:

работу процесса и располагаемую работу процесса определить из уравнений первого

закона термодинамики:

г) – процесс 4– 1 – изобарный:

определить показателей политропы – для адиабатного процесса:

- показатель адиабаты

определить теплоемкость:

; но т. к. dq = 0, то c = 0.

вычислить изменение внутренней энергии (∆u), энтальпии (∆h), энтропии (∆s):

, т.к. процесс 1– 2 – адиабатный,

q = 0 и теплообмен в нем отсутствует,

работу процесса и располагаемую работу определить из уравнений первого закона

термодинамики:

Таблица №2

Параметр

Процесс↓

n

c

Δu


Δh


ΔS


q

l

lo

1-2

1

0

0

2-3

1,39

0

0

0

3-4

1

0

0


4-1

1,39

0

0

0

_

_

0

0

0





3. Определить суммарные количества подведенной (q') и отведенной (q'') теплоты, работу

цикла (lц ), располагаемую работу цикла (l oц ) и термический к.п.д. цикла (ηt ).

количество подведенной теплоты:

количество отведенной теплоты:

количество теплоты, полученное системой за цикл:

определить работу цикла:

определить располагаемую работу цикла:

определить термический к. п. д. Цикла:

Полученные данные внесены в таблицу №3


4. Построить цикл в координатах:

а) lg vlg p;

б) vp, используя предыдущее построение для нахождения двух промежуточных точек на каждом из процессов;

в) sT, нанеся основные точки цикла и составляющие его процессы.


а) координаты lg vlg p:


График 1.


Промежуточные точки:


График №1

Параметр

Точка

Р, бар

V,

а

13

б

5

а1

0.442

б1

1.151


б) координаты vp: График 2.


в) координаты sT:

График 3.


5. Для одного из процессов цикла, кроме изотермического, привести схему его графического расчета по тепловой sT диаграмме, изобразив на схеме линию процесса, вспомогательные линии изохорного и изобарного процессов, значения температур в начале и в конце процесса, отрезки, соответствующие изменению энтропии в основном и вспомогательных процессах, площади, соответствующие теплоте процесса, изменению внутренней энергии и энтальпии:


a) Выбран процесс 2 – 3 – адиабатный.














  • площадь под адиабатой равна нулю, т.к. q=0;

  • площадь под изохорой, проведенной в данном интервале температур, численно равна изменению внутренней энергии в процессе 2 – 3:

Получена изохора 2 – 3’.


- площадь под изобарой, проведенной в данном интервале температур, численно равна изменению энтальпии в процессе 2 – 3:

Получена изобара 2 – 3’’.


a) Выбран процесс 4 – 1 – адиабатный.












  • площадь под адиабатой равна нулю, т.к. q=0;

  • площадь под изохорой, проведенной в данном интервале температур, численно равна изменению внутренней энергии в процессе 2 – 3:

Получена изохора 2 – 3’.


- площадь под изобарой, проведенной в данном интервале температур, численно равна изменению энтальпии в процессе 2 – 3:

Получена изобара 2 – 3’’.



Случайные файлы

Файл
34109.rtf
50676.doc
17801-1.rtf
114069.rtf
010-0087.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.