Файл: Северный (Арктический).docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.02.2024

Просмотров: 38

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

(наименование высшей школы / филиала / института / колледжа)

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА


По дисциплине/междисциплинарному курсу/модулю
Теплотехника








На тему

Расчетциклатепловогодвигателя






Выполнил (-а) обучающийся (-аяся):

Фролов Игорь Вениаминович

(Ф.И.О.)

Направление подготовки / специальность:

15.03.02 Технологические машины и оборудование

(код и наименование)

Курс: 4

Группа:243901

Руководитель:

Леухин Ю.Л., кан. тех. наук, доцент

(Ф.И.О. руководителя, должность / уч. степень / звание)


Отметка о зачете






(отметка прописью)



(дата)

Руководитель



Ю.Л.Леухин

(подпись руководителя)



(инициалы, фамилия)


Архангельск 2022

ЛИСТ ДЛЯ ЗАМЕЧАНИЙ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

  1. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОВОЙ СМЕСИ 5

  2. ПАРАМЕТРЫ ГАЗОВОЙ СМЕСИ В ХАРАКТЕРНЫХ ТОЧКАХ 7

    1. Параметры первой точки 7

    2. Параметры второй точки 8

    3. Параметры третьей точки 8

    4. Параметры четвертой точки 9

    5. Удельная энтропия в характерных точках цикла 10

    6. Изменение внутренней удельной энергии 10

    7. Удельная работа газовой смеси 10

    8. Удельное количество теплоты 11

    9. Определение термического КПД цикла 12

    10. Определение термического КПД цикла Карно для

температурных пределов заданного цикла 12

  1. ПОСТРОЕНИЕ ЦИКЛА В КООРДИНАТНЫХ ОСЯХ 13

    1. Построение цикла в координатах p-v 13

    2. Построение цикла в координатах T-s 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 15

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 16

ВВЕДЕНИЕ

В расчетно-графической работе необходимо произвести расчет газовой смеси, состоящей из кислорода, азота, углекислого газа и водяного пара; определить параметры газовой смеси (p, v, T, s) в характерный точках; определить изменение внутренней энергии, удельную работу и количество подведенной или отведенной теплоты в каждом процессе; определить термический коэффициент полезного действия в заданном цикле; определить термический коэффициент полезного действия цикла Карно в температурных пределах заданного цикла и уменьшение термического КПД заданного цикла по сравнению с термическим КПД цикла Карно; построить заданный цикл в координатах p v; 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


№ варианта
Состав смеси, % по объему
P1·10-5

Па
t1, °C
Показатель процесса
ε
λ
ρ

О2
N2
СО2
Н2О
1-2
2-3
3-4
4-1

31
0
30
30
40
0,9
20
1,4
∞
1,3
∞
5,9
2,0
1,0


где ε - степень сжатия;

λ – степень повышения давления;

ρ – степень предварительного расширения.

1 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОВОЙ СМЕСИ

Кажущаяся молярная масса газовой смеси, кг/кмоль:


см
где ri – объемная доля i-ого газа;


ri i, (1)

i1

μi – молярная масса i-ого газа, кг/кмоль; n – число газов в смеси;

μсм=0·32+0,3·28+0,3·44+0,4·18=28,8 кг/моль.

Удельная газовая постоянная смеси, Дж/(кг·К):


Rсм

8314 , (2)




Rсм

см
8314 288

28,8

Дж /(кг·°К).


Массовая изобарная теплоемкость при постоянном давлении для газовой смеси, кДж/(кг·К):

Cр

1

см




i1

cpi

ri, (3)

где cμpi – молярная теплоемкость i -ого газа, кДж/(моль·К); ri – массовая доля;

СР=4,19·(7·0+7·0,3+9·0,3+9·0,4)/28,8=1,222 кДж /(кг·°К).

При р=const , значения молярных теплоемкостей выбирают по таблице 2 [1], не учитывая их зависимость от температуры.

Массовая изохорная теплоёмкость смеси при постоянном объеме, кДж/(кг·К):

Cv

1

см




i1

cvi

ri, (4)

где cμvi – молярная теплоемкость при v=const , Сv=4,19·(5·0+5·0,3+7·0,3+7·0,4)/28,8=0,931 кДж /(кг·°К).

Проверка правильности вычисления удельных теплоемкостей проводится по уравнению Майера:

cp – cv ≈ Rсм, (5)

(1,222 – 0,931)·103=291 Дж /(кг·°К), 291≈288.

В процентном соотношении,

R

С

С

см

p

Rсм

V100% , (6)

2881222931 100% 1%.

288


Показатель адиабаты:
К СР

СV
100% , (7)


К 1,222 1,312.

0,931

Удельный объем смеси при нормальных условиях, м3/ кг,

v 22,4 , (8)

Н

см
v 22,4 0,777

Н28,8
м3/ кг.

2 ПАРАМЕТРЫ ГАЗОВОЙ СМЕСИ В ХАРАКТЕРНЫХ ТОЧКАХ

Изобразим цикл, соответствующий заданной газовой смеси. Для этого используем показатели процессов в точках: n1-2=1,4; n2-3=∞; n3-4=1,3; n4-1=∞.



Рисунок 1 – Заданный цикл

На рисунке 1 можно выделить следующие виды процессов:

  • 1-2 – политропный;

  • 2-3 – изохорный;

  • 3-4 – политропный;

  • 4-1 – изохорный.

    1. Параметры первой точки Удельный объем, м3/ кг,

v Т1 Rсм

, (9)


р
1

1
где T1 – абсолютная температура в точке 1, К (по условию Т1=278°); p1 – абсолютное давление в точке 1, Па (по условию р1=0,8 105),

v1

298288


0,9105

0,953 м.


3
кг

    1. Параметры второй точки

Определяются в зависимости от характера термодинамического процесса 1-2, которому соответствует адиабатный процесс.

Удельный объем, м3/ кг,

Смотрите также файлы