Файл: Газовый цикл тепловых двигателей и установок.docx

; ; ,

можно получить приведенные соотношения для работы расширения в адиабатном процессе:

(23)

В адиабатном процессе не происходит теплообмена рабочего тела с окружающими системами . Из первого закона термодинамики следует, что работа совершается только за счет изменения внутренней энергии:

(24)

При для двух значений температур ( и ): (25)

Изменение энтропии в адиабатном процессе: (26)

Энтропия является величиной постоянной .
1.5. Политропный процесс

Политропный процесс – термодинамический процесс изменения состояния физической системы, в течение которого сохраняется постоянство теплоемкости.



Рис.1.5 Сводные графики политропных процессов

Уравнение политропного процесса имеет вид: .

Давления обратно пропорциональны объемам в степени : (27)

Коэффициент политропы считается для отдельно взятого процесса величиной постоянной значение которой могут изменятся .

При известный параметрах состояния: (28)

Работа расширения в политропном процессе:

---

(29)

Используя уравнение состояния и соотношения:

; ; ; ,

можно получить приведенные соотношения для работы расширения в адиабатном процессе:

(30)

Изменение внутренней энергии в политропном процессе: (31)

При для двух значений температур ( и ): (32)

Изменение энтальпии в политропном процессе: (33)

При для двух значений температур ( и ): (34)

Количество теплоты в политропном процессе: (35)

При и для двух значений температур ( и ): (36)

Изменение энтропии в политропном процессе: (37)

Энтропия в политропном процессе определится по зависимости: (38)

Политропный процесс обобщает всю совокупность основных термодинамических процессов.

Процесс
изохорный
изобарный
изотермический
адиабатный

---

---

2. Практическая часть.

2.1. Исходные данные для расчета
Вариант задания №13


Рис. 2.1 Рабочая диаграмма процесса

Цикл состоит из 4 процессов:

1 – 2 изотермический процесс;

2 – 3 изохорный процесс;

3 – 4 изотермический процесс;

4 – 1 изохорный процесс;

Исходными данными для расчета являются следующие значения термодинамических параметров в точках:p₁=3 атм; p₂=8 атм; t₁=27C;t₃=200C. Теплоемкости процессов: ; . Удельная газовая постоянная воздуха .
2.2. Порядок выполнения расчетов
Переведём единицы измерения в систему СИ:

1 атм  98 кПа;

p₁ = 3 атм = 3,0310⁵ Па;

p₂ = 8 атм =8,110⁵ Па;

T₁=300 K.

T₃=473 K.

2.3. Определяем параметры состояния p, v, T, u, i для основных точек цикла:
Для точки 1 дано p₁=3,0310⁵ Па, T₁=300 K.

Из уравнения Клапейрона следует, что



Находим внутреннюю энергию и энтальпию при температуре T₁=300 K:

u₁=

i₁=

Для точки 2 дано T₁=T₂=300 K, p₂ = 8,110⁵ Па.

Для определения

---

воспользуемся отношением :



Находим внутреннюю энергию u₂ и энтальпиюi₂ при температуре T₂=300 K.

u₂=

i₂=

Для точки 3 дано T₃=473 K,

Используя соотношение можем найти p₃:

Па.

Находим внутреннюю энергию u₃ и энтальпиюi₃ при температуре T₃=473 K.

u₃=

i₃=

Для точки 4 дано T₃=T₄=473 К,

Из отношения можем найти p₄:

Па

Находим внутреннюю энергию u₄ и энтальпиюi₄ при температуре T₄=473 K.

u₄=

i₄=
2.4. Определение параметров p, v, T, u, i для дополнительных точек цикла:
Для точки 1' дано T₁=T_1’=300 К, v_1’=0,27 .Определим p_1’, u_1’, i_1’.

Из отношения можем определить p_1’:

Па

Находим внутреннюю энергию u_1’ и энтальпию i_1’ при температуре T_1’=300 K

---