Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана









Домашнее задание №3

«Термодинамический анализ газового цикла»

по курсу «Термодинамика»




Вариант: 8

Группа: СМ6-61

Студент: Жемков Е.А.

Преподаватель: Кукшинов Н.В.











Москва 2016 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:


p1=0.18 МПА

р3=0,3 МПА

t1=30 C= T1=303K

v2=0.1 м3/кг

n=1.1




Решение.

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

а) для точки 1 дано: p1 =0,18 МПа ; T1 = 303 K; (t1 = 30 )

Для определения ν1 используем уравнение состояния:


б) ;

Для определения T2 и P2 используем соотношение параметров политропного процесса и уравнение состояния:





в) для точки 3 дано: T3 = T2;

Для определения v3 используем уравнение состояния:

== 0.339м3


г) для точки 4 дано: V1=V4;


.376



== 295 696 Па= 0.2034 МПа




, где Таблица №1 (0,1 Мпа = 1 бар)

Параметр

Точка

Р, бар

V,

Т,К

1

1.8

303

2

1.018

354

3

3

354

4

2.95696

342


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 –политропный:

теплоемкость для политропного процесса равна


С=Сv*(n-k)/(n-1)= 0.738*(1.1-1.4)/(1.1-1)= -2.214 кДж/( кг К)


определить показателей политропы – для политропногопроцесса:


изменение внутренней энергии и энтальпии идеального газа определить по формулам:


изменение энтропии в рассматриваемом процессе определить по Формуле:

∆S1-2 = Сv ln (T2/T1) + R ln (V2/V1)= -0,259 [кДж/кг K]


теплоту процессов можно определить по формуле:


работу в процессе определить из уравнений первого закона термодинамики:


L1-2 = q – ∆u = = -152,586 [кДж/кг]

располагаемую работу в процессе определить из уравнений первого закона термодинамики:


L01-2 = q – ∆h = - = -167,421 [кДж/кг]


б) – процесс 2– 3 изотермический:

показателей политропы – для изотермического процесса:

определить теплоемкость:

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

[кДж/кг K]




работу процесса и располагаемую работу определить из уравнений первого закона

термодинамики:


в) – процесс 3– 4 –политропный:

теплоемкость для политропного процесса равна

С=Сv*(n-k)/(n-1)= 0.738*(1.1-1.4)/(1.1-1)= -2.214 кДж/( кг К)

определить показателей политропы для процесса:


изменение внутренней энергии и энтальпии идеального газа определить по формулам:


изменение энтропии в рассматриваемом процессе определить по одной из следующих

Формуле:


∆S4-3 = Cv ln Т43 + R ln V4 /V3= -0,02952 + 0.10564 = 0.058


теплоту процессов можно определить по формуле:

работа процесса и располагаемую работа

L3-4 = q – ∆u = 36,348 [кДж/кг]


L03-4 = q – ∆h = = 39.882 [кДж/кг]


г) – процесс 4– 1 – изохорного:

теплоемкость для изохорного процесса равна

с = сv = 0,738 кг К кДж ;

определить показателей политропы – для изохорного процесса:

n = (с – cp)/(с – сv) = (сvcp)/(сv – сv) = (сvcp)/0 = ∞

.

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


= -0.09 [кДж/кг K]


Q4-1 = c ∆Т= Cv*ΔT=0.738*(-64)= -29.06 [кДж/кг]

работa процесса и располагаемую работa


= pv4-1 = 0






Таблица №2

Параметр

Процесс↓

n

c

Δu


Δh


ΔS


q

l

lo

1-2

1,1

- 2.214

-0,259

-152,586

-167,421

2-3

1

3-4

1,1

-2.214

0.058

36,348

39,882

4-1

0,738

-0.09

-29.06

_

_

0

0

0

-13.102


-12.868




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:

-12.868


определить располагаемую работу цикла:




определить термический к. п. д. Цикла:


Полученные данные внесены в таблицу №3

-12.868













































Случайные файлы

Файл
184370.doc
163306.rtf
73945-1.rtf
12958.rtf
105833.rtf




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.