Рыжков С.В. - Расчёт газового цикла

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана»(МГТУ им. Н.Э. Баумана)РАСЧЕТ ГАЗОВОГО ЦИКЛАТермодинамика и теплопередачаАвтор: С.В. РыжковКафедра Э-6, «Теплофизика»(срок сдачи - 7 неделя)Условие.

Сухой воздух массой 1 кг совершает прямой термодинамический цикл,состоящий из четырех последовательных термодинамических процессов. Данные,необходимые для расчета в зависимости от варианта, приведенного в таблице 1 (*Единицадавления - МПа, температуры - К, удельного объема - м3/кг. **Типы процессов р=с изобарный; υ=с - изохорный; Т=с - изотермический; s=c - адиабатный (изоэнтропный). Дляполитропных процессов задано значение показателя политропы n).Требуется:1. Рассчитать давление р, удельный объем υ, температура Т воздуха для основных точекцикла;2. Для каждого из процессов определить значения показателей политропы n, теплоемкостис, вычислить изменение энергии ∆u, энтальпии ∆h, энтропии ∆s, теплоту процесса q,работу процесса l, располагаемую работу l0 ;3. Определить суммарные количества теплоты подведенной q1 и отведенной q2, работуцикла lц, располагаемую работу цикла l0ц, термический к.п.д.

цикла ηt, среднееиндикаторное давление рi;4. Построить цикл в координатах: а) lgυ-lg p; б) υ-р, использую предыдущее построениедля нахождения координат трех-четырех промежуточных точек на каждом из процессов;в) s-T, нанеся основные точки цикла и составляющие его процессы;5. Используя υр- и sT-диаграммы, графически определить величины, указанные в п.п. 2 и 3,и сопоставить результаты графического и аналитического расчетов;6.

Для одного из процессов цикла привести схему его графического расчета по sTдиаграмме, изобразив на схеме линию процесса, вспомогательные линии изохорного иизобарного процессов, значения температур в начале и в конце процесса, отрезки,соответствующие изменению энтропии в основном и вспомогательных процессах,площадки, соответствующие теплоте процесса, изменению внутренней энергии иэнтальпии, и указать числовые значения величин, взяв их с sT-диаграммы.Методические указанияПри расчетах считать воздух идеальным газом, а его свойства не зависящими оттемпературы. Принять газовую постоянную равной 0,287 кДж/(кг К), теплоемкость припостоянном давлении равной 1,025 кДж/(кг К), что соответствует свойствам сухого воздухапри 473 К.Результаты расчета представить в виде таблиц, указав в числителе значения,полученные аналитически, а в знаменателе – графически.Таблица 13p,МПаT,КТочкиv, м кг12980,30,2850,30,28529824181,00,1201,00,12041835731,00,1651,00,16557345730,30,5500,30,550573Процессn1-21,3902-301,0253-41∞4-101,025c,Сумма (Σ)кДжкг ⋅ К∆u,кДжкг88,688,9114,4114,000− 203,0− 203,500Наименование величиныПодведенное количество теплоты∆h,кДжкг∆s,123,0124,4158,9158,700− 281,9− 290,000кДжкг ⋅ K000,320,320,350,35− 0,67− 0,6700Обозначениеq,кДжкг00158,9158,7198,0199,5− 281,9− 283,775,074,5q1ЕдиницакДж кгОтведенное количество теплотыq2кДж кгРабота циклаlцкДж кгТермический к.п.д.ηt-Среднее индикаторное давлениеpiМПаТаблица 2кДжкДжl,l0 ,кгкг− 88,6− 89,044,545,0198,0199,5− 78,9− 79,575,076,0− 123,0− 122,600198,0199,50075,076,9Таблица 3Значение356,9359,3281,9283,775,076,00,2100,2110,1740,174Список литературы:1.Задачник по технической термодинамике и теории тепломассообмена: Учеб.пособие для энергомашиностроит.

спец. вузов / В.Н. Афанасьев, С.И. Исаев, И.А. Кожинови др.; Под ред. В.И. Крутова и Г.Б. Петражицкого. – М.: Высш. шк., 1986. – 383 с.2.Техническая термодинамика: Учеб. для машиностроит. спец. вузов /В.И.Крутов, С.И. Исаев, И.А. Кожинов и др..; Под ред. В.И. Крутова. – 3-е изд., перераб. и доп.– М.: Высш. шк., 1991. – 384 с.№ варианта123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536Заданные параметры* в основных точкахр1 =0,8р1 =1,3р1 =0,2р1 =3,5р1 =0,1р1 =0,09р1 =0,16р1 =0,18р1 =0,3р1 =2,0р1 =0,2р1 =0,4р1 =0,3р1 =1,2р1 =5,0р1 =0,7р1 =0,3р1 =0,12р1 =0,4р1 =0,7р1 =0,3р1 =0,3р1 =1,0р1 =1,2υ1 =0,12р1 =0,12р1 =0,08р1 =1,2р1 =0,1р1 =0,3р1 =0,4р1 =0,08υ1 =1,0р1 =3,0р1 =5,0р1 =0,35υ1 =0,12Т1 =573υ1 =0,45Т1 =483Т1 =273Т1 =303υ1 =0,5Т1 =303υ1 =0,3Т1 =473Т1 =323Т1 =373Т1 =300Т1 =373Т1 =573υ1 =0,12Т1 =303υ1 =0,7υ1 =0,3Т1 =473Т1 =298υ1 =0,3Т1 =523υ1 =0,08Т1 =323Т1 =283Т1 =293Т1 =323Т1 =338Т1 =293Т1 =293Т1 =283Т1 =323Т1 =623υ1 =0,03υ1 =0,25р2 =2,0р2 =0,5р2 =1,2Т2 =573р2 =0,5р2 =0,4Т2 =423υ2 =0,1р2 =2,0Т2 =623р2 =2,0р2 =1,6р2 =0,8р2 =3,0р2 =1,8р2 =2,0р2 =0,6υ2 =0,2р2 =1,0Т2 =573р2 =1,0р2 =1,0Т2 =573р2 =1,4р2 =2,5р2 =0,8υ2 =0,4р2 =6,0Т2 =273р2 =1,8Т2 =473υ2 =0,4р2 =0,5р2 =1,4р2 =0,5р2 =2,0р3 =1,2Т3 =290Т3 =573р3 =2,5Т3 =473Т3 =473р3 =2,5р3 =0,3Т3 =573υ3 =0,12Т3 =473р3 =0,6Т3 =473Т3 =473υ3 =0,2Т3 =473Т3 =523Т3 =423Т3 =573υ3 =0,4Т3 =573Т3 =473р3 =0,6Т3 =423Т3 =573Т3 =573Т3 =573Т3 =593Т3 =433Т3 =603Т3 =573Т3 =498Т3 =423р3 =0,6Т3 =273Т3 =5731-2s=cТ=cs=cp=cn=1,3n=1,2n=1,2n=1,1n=1,3p=cT=cs=cT=cT=cT=cs=cs=cT=cT=cp=cs=cs=cp=cυ=cs=cs=cT=cs=cp=cs=cs=cT=cT=cT=cT=cs=cТип процесса и показатель политропы**2-33-4T=cs=cs=cT=cs=cυ=cn=1,2p=cp=cn=1,3p=cn=1,2n=1,2υ=cT=cn=1,1p=cn=1,3s=cυ=cp=cT=cT=cs=cT=cυ=cp=cT=cs=cυ=cp=cs=cs=cυ=cp=cT=cp=cs=cT=cυ=cp=cT=cT=cυ=cs=cp=cp=cυ=cp=cT=cp=cs=cs=cυ=cp=cs=cs=cυ=cs=cυ=cp=cT=cs=cυ=cT=cυ=cs=cT=cs=cT=cp=cs=c4-1υ=cs=cp=cυ=cp=cυ=cp=cυ=cp=cT=cp=cp=cυ=cp=cs=cT=cT=cp=cp=cs=cp=cp=cυ=cp=cp=cp=cυ=cυ=cn=1,3υ=cυ=cυ=cυ=cs=cs=cυ=c* Единица давления - МПа, температуры - К, удельного объема - м3/кг.**Типы процессов р=с - изобарный; υ=с - изохорный; Т=с - изотермический; s=c - адиабатный (изоэнтропный).

Для политропныхпроцессов задано значение показателя политропы n..