DZ_2_TD (1 ДЗ, 8 вариант)
Описание файла
Документ из архива "1 ДЗ, 8 вариант", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "термодинамика" из , которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "термодинамика и теплопередача (ттмо)" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "DZ_2_TD"
Текст из документа "DZ_2_TD"
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 Т4/Т3 + 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) = (сv – cp)/(сv – сv) = (сv – cp)/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
= p ∆v4-1 = 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 |
|
|
