Файл: Контрольная работа по дисциплинемеждисциплинарному курсумодулю Техническая термодинамика.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.01.2024

Просмотров: 104

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


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

54,19

74,19

Трех- и многоатомный

74,19

94,19


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)