Файл: Расчет круговых процессов.docx

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)» (РУТ(МИИТ)

Российская открытая академия транспорта (РОАТ)

Кафедра: «Теплоэнергетика и водоснабжение на транспорте»


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
По дисциплине: «Специальные вопросы термодинамики»

Тема:«Расчет круговых процессов»
Выполнил:

Студент 4 курса

Группа: ЗТЭ – 4911

Шифр: 1910-п/ЭНб-0609

Соловьёв Д.С

Проверил:

Доцент, кандидат технических наук

Драбкина Елена Васильевна

Дата: ___________

Подпись: ___________


Москва 2023 г.

Содержание

Задача 1. 3

Задача 2. 5

Задача 3. 9

Задача 4. 14

Задача 5 17

Задача 1.

1 кг сухого воздуха в прямом обратимом цикле Карно совершает полезную работу l₀ = 26 кДж/кг, максимальное абсолютное давление воздуха 10МПа и соответствующая абсолютная температура 1200 К. В цикле к газу подводится теплота q₁ =38 кДж/кг. Минимальное давление в цикле 0,1 МПа. Определить термический кпд и основные параметры во всех переходных точках цикла. Изобразить цикл в PVиTS-диаграммах.
Решение
Точка 1

Дано: , .

Удельный объем воздуха находим из характеристического уравнения состояния:

(1)


Точка 2

Дано: .

Количество подведенной теплоты:

---

(2)

откуда находим удельный объем

(3)



Давление находим из уравнения изотермы (процесс 1-2):

(4)


Точка 3

Дано: ;

Удельный объем и температуру воздуха находим соотношения параметров в адиабатном процессе 2-3:

(5)



(6)



Точка 4

Дано: ;

Давление находим из уравнения адиабаты (процесс 4-1):

(7)



Удельный объем находим из уравнения изотермы (процесс 3-4):

(8)



Термический коэффициент полезного действия цикла:

(9)





Рисунок 1 - Цикл Карно в и

---

координатах.

Задача 2.

Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при постоянном объеме определить степень сжатия , основные параметры рабочего тела в переходных точках цикла, термический кпд, полезную работу, подведенную и отведенную теплоту, если повышение давления в процессе сжатия  = 16 и понижение температуры в процессе отвода теплоты составляет t = 350 К. Рабочее тело (1 кг сухого воздуха) в начальной точке цикла имеет давление 0,1 МПа и температуру 67⁰С. Изобразить цикл в PV и TS-диаграммах.
Решение
Точка 1

, ;
Удельный объем воздуха находим из характеристического уравнения состояния:

(1)



Точка 2

Повышение давления в процессе сжатия

(2)

откуда находим давление

(3)



Температуру в конце адиабатного сжатия определяем из соотношения:

(4)



Удельный объем в конце адиабатного сжатия:

(5)



Степень сжатия:

(6)

---

Точка 4

Удельный объем

Температура в конце адиабатного расширения:

(7)



Давление в конце адиабатного расширения определяем из соотношения параметров в изохорном процессе (линия 4-1):

(8)



Точка 3

Удельный объем

Давление находим из соотношения параметров в адиабатном процессе 3-4:

(9)

откуда

(10)



(11)



Количество подведенной теплоты:

(12)

где -массовая теплоемкость при постоянном объеме, ;

(13)



Подставляя полученные значении в формулу (12), находим



Количество отведенной теплоты:

---

(14)



Работа цикла:

(15)



Термический коэффициент полезного действия цикла:

(16)





Рисунок 1 - Цикл двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при в и координатах

Задача 3.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания работает по идеальному циклу с подводом теплоты q₁ = 830 кДж/кг при постоянном давлении. Определить основные параметры рабочего тела в переходных точках цикла, его термический к.п.д., полезную работу, если начальное абсолютное давление 0,1 Мпа, начальная температура 80⁰С и степень сжатия  = 16. Теплоемкость воздуха считать независимой от температуры. Рабочее тело 1 кг сухого воздуха. Изобразить цикл в PVиTS-диаграммах.
Решение
Точка 1

Дано: ; .
Удельный объем определяем из уравнения состояния:

(1)

откуда

(2)

где - газовая постоянная воздуха (справочная величина),

---