Файл: Газовый цикл тепловых двигателей и установок.docx

МИНОБРНАУКИ РОССИИФедеральное государственное бюджетное образовательноеучреждение высшего образования«Ижевский государственный технический университет имени М. Т. Калашникова»Факультет «Машиностроительный»Кафедра «Тепловые двигатели и установки»Работа защищена с оценкой«--------»ДатаКурсовая работапо дисциплине «Термодинамика»на тему «Газовый цикл тепловых двигателей и установок»Вариант №13Выполнил: 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…………………………………………………………………………………31.Теоретическая часть…………………………………………………………………..31.1 Изохорный процесс………………………………………………………………...31.2 Изобарный процесс………………………………………………………………...41.3 Изотермический процесс…………………………………………………………..51.4 Адиабатный процесс……………………………………………………………….61.5 Политропный процесс……………………………………………………………..72. Практическая часть…………………………………………………………………...92.1 Исходные данные для расчета…………………………………………………….92.2 Порядок выполнения расчетов……………………………………………………92.3 Определение параметров состояния p, v, T, u, i для основных точек цикла…...92.4 Определение параметров p, v, T, u, i для дополнительных точек цикла………102.5 Определение n, u, i, s, q, lдля каждого процесса…………………………..122.6 Определение работы цикла l_ц, q_ц, термического к.п.д. _t, а так же среднего индикаторного давления p……………………………………………………………..153. Таблицы с результатами вычислений………………………………………………154. График в координатах P-V…………………………………………………………..175. График в координатах T-S…………………………………………………………...186. 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: ;

---