Добавлен: 02.12.2023
Просмотров: 67
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Ижевский государственный технический университет имени М. Т. Калашникова»
Факультет «Машиностроительный»
Кафедра «Тепловые двигатели и установки»
Работа защищена с оценкой
«--------»
Дата
Курсовая работа
по дисциплине «Термодинамика»
на тему «Газовый цикл тепловых двигателей и установок»
Вариант №13
Выполнил: Трефилов С.И.
Студент гр. Б20-661-1
Руководитель:
Доктор тех.наук., профессор Бендерский Б.Я.
Рецензия:
Степень достижения поставленной цели работы: _________________________
Полнота разработки темы: ___________________________________________
Уровень самостоятельности работы обучающегося: ______________________
Недостатки работы: _________________________________________________ __________________________________________________________________
Ижевск 2022.
Содержание
Введение…………………………………………………………………………………3
1.Теоретическая часть…………………………………………………………………..3
1.1 Изохорный процесс………………………………………………………………...3
1.2 Изобарный процесс………………………………………………………………...4
1.3 Изотермический процесс…………………………………………………………..5
1.4 Адиабатный процесс……………………………………………………………….6
1.5 Политропный процесс……………………………………………………………..7
2. Практическая часть…………………………………………………………………...9
2.1 Исходные данные для расчета…………………………………………………….9
2.2 Порядок выполнения расчетов……………………………………………………9
2.3 Определение параметров состояния p, v, T, u, i для основных точек цикла…...9
2.4 Определение параметров p, v, T, u, i для дополнительных точек цикла………10
2.5 Определение n, u, i, s, q, lдля каждого процесса…………………………..12
2.6 Определение работы цикла lц, qц, термического к.п.д. t, а так же среднего индикаторного давления p……………………………………………………………..15
3. Таблицы с результатами вычислений………………………………………………15
4. График в координатах P-V…………………………………………………………..17
5. График в координатах T-S…………………………………………………………...18
6. Заключение…………………………………………………………………………....19
7. Библиография………………………………………………………………………....19
Введение
Работа энергетических установок основана на реализации термодинамического цикла. Циклом называется замкнутый круговой процесс, при осуществлении которого рабочее тело, пройдя ряд последовательных состояний, возвращается в исходное состояние. Система непрерывного перевода теплоты в работу, путем осуществления кругового процесса в направлении по часовой стрелке, называется тепловым двигателем. Для определения параметров тепловых двигателей проводят анализ рабочего процесса двигателя.
Задачами курсовой работы является проведение термодинамического исследования идеального цикла теплового двигателя; определения работы цикла
, термического к.п.д. 
, индикаторного давления 
,а также построения тепловой диаграммы процесса (в координатах 
). 1. Теоретическая часть.
Метод исследования анализа идеального термодинамического цикла основан на определении параметров состояния составляющих процессов и состоит в следующем:
1. Выводятся уравнения процесса, устанавливается взаимосвязь между начальными и конечными параметрами рабочего тела.
2. Находится работа процесса
.3. Находится количества тепла
.4. Находится изменение внутренней энергии
.5. Находится изменение энтропии
.6. Цикл отображается в масштабе в рабочей
и тепловой 
диаграммах.Практический интерес представляют частные случаи изменения состояния газа, составляющие цикл: изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный и обобщающий политропный процессы.
1.1. Изохорный процесс
Изохорный процесс - процесс, происходящий в физической системе при постоянном объеме.
Рис.1.1 Изохорный процесс,
Уравнение изохорного процесса имеет вид:
. Давления газа пропорционально абсолютным температурам:
(1)В изохорном процессе работа расширения не совершается:
, т.к. 
, то 
. (2)Из уравнения первого закона термодинамики следует:
(3)Вся подведенная теплота расходуется на изменение внутренней энергии рабочего тела. При
для двух значений температур (
и 
):
(4)Изменение энтропии изохорического процесса:
(5)При
изменение энтропии процесса для двух значений температур ( и ) определится: 
(6)1.2. Изобарный процесс
Изобарный процесс - процесс, происходящий в физической системе при постоянном внешнем давлении.
Рис. 1.2 Изобарный процесс,
Уравнение изобарного процесса имеет вид:
. Объемы газа пропорциональны абсолютным температурам:
(7)
В изобарном процессе совершается работа расширения:
(8)Из уравнения первого закона термодинамики следует:
,принимая
, а при 
имеем:
(9)Вся подведенная теплота расходуется на изменение энтальпии рабочего тела.
При
для двух значений температур (
и 
):
(10)Изменение внутренней энергии изобарного процесса:
(11)При
для двух значений температур ( и ):
(12)Изменение энтропии изобарного процесса:
(13)При
изменение энтропии процесса для двух значений температур ( и ) определится:
(14)1.3. Изотермический процесс
Изотермический процесс - процесс, происходящий в физической системе при постоянной температуре.
Рис. 1.3 Изотермический процесс,
Уравнение изотермического процесса имеет вид:
. Давления обратно пропорциональны объемам газа:
(15)В изотермическом процессе работа расширения:
(16)В изотермическом процессе не происходит изменения внутренней энергии и энтальпии т.к.
:
, (17)следовательно
, 
.Из первого закона термодинамики
. Все количество теплоты, подведенное к газу, затрачивается на совершение работы в процессе расширения:
(18)Изменение энтропии изотермического процесса:
(19)Изменение энтропии процесса для двух точек процесса:
(20)1.4. Адиабатный процесс
Адиабатный процесс - процесс, происходящий в физической системе не получающей теплоту из вне и не отдающей ее, т.е. отсутствует теплообмен рабочего тела с окружающими системами.
Рис. 1.4 Адиабатный процесс,
Уравнение адиабатного процесса имеет вид:
.Давления обратно пропорциональны объемам в степени
:
(21)Коэффициент адиабаты:
считается 
.Работа расширения в адиабатном процессе:
(22)Используя уравнение состояния
и соотношения:
; 