Файл: Контрольная работа по дисциплинемеждисциплинарному курсумодулю Техническая термодинамика.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 103
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
2 ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ТЕЛА В ХАРАКТЕРНЫХ ТОЧКАХ
Удельная энтропия в характерных точках цикла
2.6 Изменение внутренней удельной энергии
Удельная располагаемая работа (полезная) в процессах, Дж/кг:
3 ПОСТРОЕНИЕ ЦИКЛА В КООРДИНАТНЫХ ОСЯХ
3.1 Построение цикла в координатах p-v
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»
Высшая школа энергетики, нефти и газа
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
По дисциплине/междисциплинарному курсу/модулю | «Техническая термодинамика» | |
| ||
| ||
На тему | Расчет газового цикла | |
|
| Выполнила обучающаяся: | ||||
| | ||||
| Направление подготовки : 13.03.01 Теплотехника и теплоэнергетика | ||||
| | ||||
| Курс: 1 | ||||
| Группа: | ||||
| Руководитель: | ||||
| | ||||
Отметка о зачете | | | | | |
| | | | | |
Руководитель | | | | | |
| | | | |
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1 РАСЧЕТ ГАЗОВОЙ СМЕСИ 5
2 ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ТЕЛА В ХАРАКТЕРНЫХ ТОЧКАХ 7
2.1 Параметры первой точки 8
2.2 Параметры второй точки 8
2.3 Параметры третьей точки 9
2.4 Параметры четвертой точки 10
Удельная энтропия в характерных точках цикла 11
2.6 Изменение внутренней удельной энергии 12
Удельная работа газовой смеси 12
Удельное количество теплоты 13
Удельная располагаемая работа (полезная) в процессах, Дж/кг: 14
2.10. Определение lЦ,t, Pi 15
3 ПОСТРОЕНИЕ ЦИКЛА В КООРДИНАТНЫХ ОСЯХ 16
3.1 Построение цикла в координатах p-v 16
3.2 Построение цикла в координатах T-S 17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20
ЛИСТ ДЛЯ ЗАМЕЧАНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
В работе необходимо произвести расчет рабочего тела, состоящего из кислорода, азота, углекислого газа и водяного пара; определить параметры рабочего тела ( p,,T,s ) в характерных точках; определить изменение внутренней энергии, удельную работу и количество подведенной или отведенной теплоты в каждом процессе; определить термический коэффициент полезного действия в заданном цикле; построить заданный цикл в координатах p; T-S в выбранном масштабе и определить промежуточные точки в процессах, где это необходимо.
Выданы исходные данные, относительно которых необходимо произвести расчет.
Таблица 1 – Исходные данные
№ вар-та | Состав смеси, % по объему | PI∙10-5 Па | t1, 0C | Показатель процесса | | | | ||||||||||||
O2 | N2 | CO2 | H2O | 1-2 | 2-3 | 3-4 | 4-1 | ||||||||||||
4 | 40 | 0 | 20 | 40 | 1,0 | 20 | 1,4 | 0 | 1,3 | ∞ | 17 | 1,0 | 2,2 |
1 РАСЧЕТ ГАЗОВОЙ СМЕСИ
Кажущаяся молярная масса газовой смеси, кг/кмоль:
(1)
где ri - объемная доля i-ого газа;
i - молярная масса i-ого газа, кг/кмоль;
n - число газов в смеси;
Удельная газовая постоянная смеси, Дж/(кг·К):
(2)
Массовая изобарная теплоемкость при постоянном давлении для газовой смеси, кДж/(кг·К):
(3)
где сµpi – молярная теплоемкость i- ого газа, кДж/(моль∙К);
- массовая доля;
Значения молярных теплоемкостей выбирают по таблице 2, не учитывая их зависимость от температуры.
Таблица 2 – Значения молярных теплоемкостей для газов
Газы | Молярная теплоемкость, кДж/(кмоль∙К) | |
C | Cð | |
Двухатомный | 54,19 | 74,19 |
Трех- и многоатомный | 74,19 | 94,19 |
Массовая изохорная теплоемкость смеси при постоянном объеме, кДж/(кг·К):
(4)
где сµvi – молярная теплоемкость при const,
Проверка правильности вычисления удельных теплоемкостей проводится по уравнению Майера:
,
,(5)
(1,193 – 0,902)∙103 291,
289 291.
В процентном соотношении,
(6)
Показатель адиабаты,
(7)
Удельный объем смеси при нормальных условиях, м3/ кг,
(8)
2 ПАРАМЕТРЫ РАБОЧЕГО ТЕЛА В ХАРАКТЕРНЫХ ТОЧКАХ
Изобразим цикл, соответствующий заданной газовой смеси. Для этого используем показатели процессов в точках: n1-2 = 1,4; n2-3 = 0; n3-4 = 1,3; n4-1 = ∞.
Рисунок 1 – Заданный цикл
На рисунке 1 можно выделить следующие виды процессов:
-
1-2 – политропный; -
2-3 – изобарный; -
3-4 – политропный; -
4-1 – изохорный.
2.1 Параметры первой точки
Удельный объем, м3/кг,
(9)
где T1 – абсолютная температура в точке 1, К ( по условию Т1=293 К);
p1 – абсолютное давление в точке 1, Па (по условию p1=1,0∙105 Па),
2.2 Параметры второй точки
Определяются в зависимости от характера термодинамического процесса 1-2, которому соответствует политропный процесс.
Удельный объем, м3/ кг,
(10)
Абсолютная температура, К,
(11)
где n – показатель политропы,
Абсолютное давление, МПа,
(12)
При проверке параметров второй точки должно выполняться равенство:
(13)
Равенство выполняется.
2.3 Параметры третьей точки
Определяются в зависимости от характера термодинамического процесса 2- 3, которому соответствует изобарный процесс.
Удельный объем, м3/кг,
(14)
Абсолютная температура, К,
(15)
Абсолютное давление, МПа,
(16)
При проверке параметров третьей точки должно выполняться равенство:
(17)
5,28 ∙ 106 ∙ 0,1104 = 291 ∙ 2002,
582912 = 582582.
Равенство выполняется.
2.4 Параметры четвертой точки
Определяется в зависимости от характера термодинамического процесса 3-4, которому соответствует политропный процесс.
Удельный объем, м3/кг,
(18)
Абсолютное давление, МПа,
(19)
Абсолютная температура, К,
(20)