Расчет цикла теплового двигателя

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    65,5 Кб
  • Опубликовано:
    2013-04-07
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Расчет цикла теплового двигателя













Расчет цикла теплового двигателя

Дано: O2=20%; N2=50%; CO2=20%; H2O=10%; P1=0.9мПа; t1=10°C; t1=10°C; n1-2=1.1; n2-3=∞; n3-4=1.1; n4-1=∞; ε=5; ρ=1.0; λ=1.6

Найти: μсм-?; Rсм-?; Cp-?; Cυ-?; Δ-?; K-?; υн-?; υ1-?; υ2-?; T2-?; P2-?; υ3-?; T3-?; P3-?; υ4-?; P4-?; T4-? Решение: rO2=0,2; rN2=0,5; rCO2=0.2; rH2O=0.1

n1-2=1,1 политропный; n2-3=∞ изохора; n3-4=1.1 политропный; n4-1=∞ изохора

1.Расчет параметров газовой смеси.

Кажущаяся молекулярная масса смеси.

μсм=Σμiri=0.2∙32+0.5∙28+0.2∙44+0.1∙18=31 кг/кмоль

Газовая постоянная смеси.

см=8314/μсм=8314/31=268,2Дж/кг∙К

Массовая изобарная теплоемкость смеси.

p=Σriμpiсм=(0.5∙7∙4.19+0.1∙7∙4.19+0.2∙9∙4.19+0.2∙9∙4.19)/31=1.05 кДж/кг∙К

Массовая изохорная теплоемкость смеси.

υ=ΣriCμυiсм=(0.5∙5∙4.19+0.1∙5∙4.19+0.2∙7∙4.19+0.2∙7∙4.19)/31==0.78 кДж/кг∙К

Проверка по формуле Майера.

смpυ

Δ=(Rсм-(Cp-Cυ))∙100%/Rсм=(268,2-(1.05-0.78)∙103)∙100%/268,2=-0,67

Показатель адиабаты.

=Cp/Cυ=1.13/0.84=1.35

Утерянный объем смеси при нормальных условиях.

υн=22.4/μсм=22.4/28.8=0.72 м3/кг

.Параметры газовой смеси в характерных точках цикла.

υ1=Rсм∙T1/P1=268,2(10+273)/0.9∙106=0.08 м3/кг

По процессу n1-2 определяем параметры второй точки:

υ21/ε=0,08/5=0.016 м3/кг

T2=T1∙εn-1=283∙51.1-1=332,4 K

P2=P1∙εn=0.9∙106∙51.1=1.18∙106 Па=5,29 МПа

Проверка:

2∙υ2=Rсм∙T2

5290000∙0.016=268,2∙332,4

≈89149

По процессу n2-3 определяем параметры третьей точки:

υ32=0.016 м3/кг

T3=T2∙λ=332,4∙1.6=531,84 K

P3=P2∙λ=5,29∙106∙1.6=8,46 МПа

Проверка:

3υ3=RсмT3

∙0.0,16=268,2∙531,84

≈142639

По процессу n3-4 определяем параметры четвертой точки:

т.к. процесс 4-1 изохорный то u4=u1

4/P3=(u3/u4)n ; P4=(u3/u4)n×P3=(0.016/0.08)1.1×8,46×106=1,44 МПа

T4/T3=(u3/u4)n-1 ; T4=(u3/u4)n-1×T3=(0.016/0.08)1.1-1×531,84=452,8 K

Проверка:

4υ4=RсмT4

1440000×0.08=268,2×452,8

≈121440

Удельная энтропия в характерных точках цикла:

Тн=273 К


Изменение удельной внутренней энергии.

ΔU1=Cv(T2-T1)=0,78*(332,4-283) = 38,532 кДж/кг

ΔU2=Cv(T3-T2)= 0,78*(531,84-332,4) = 155,5632 кДж/кг

ΔU3=Cv(T4-T3)= 0,78 *(452,8-531,4) = - 61,308 кДж/кг

ΔU4=Cv(T1-T4)= 0,78*(283-452,8) = - 132,444 кДж/кг

Удельная работа газовой смеси в процессе, Дж/кг.

Т.к. процесс 1-2 политропный, то


Т.к. процесс 2-3 изохорный, то l2-3=0

Т.к. процесс 3-4 политропный, то


Т.к. процесс 4-1 изохорный, то l4-1=0

Удельное количество теплоты, подведенное или отведенное от газовой смеси, кДж/кг.

Т.к. процесс 1-2 политропный, то


Т.к. процесс 2-3 изохорный, то

2-3=Cv(T3-T2)=0,78*(531,84 - 332,4)= 155,5632 кДж/кг

Т.к. процесс 3-4 политропный, то

 кДж/кг

Т.к. процесс 4-1 изохорный, то

4-1=Cv(T1-T4)=0,78*(283-452,8)= -132,444 кДж/кг



Определение термического КПД цикла Карно для температурных пределов заданного цикла, %.

газовый смесь теплоемкость энтропия


Построение цикла в координатах

Расчет промежуточных точек для построения PV диаграммы.

Для промежутка 1-2


Для промежутка 3-4


Таблица: PV-диаграмма.


Точка 1

Промежуточные точки процесса 1-2

Точка 2

Точка 3

Промежуточные точки процесса 3-4

Точка 4

V, м3/кг

0,08

0,034

0,016

0,016

0,035

0,08

P, МПа

0,9

2,31

5,29

8,46

3,58

1,44



Расчет промежуточных точек для построения TS диаграммы.


Таблица: TS-диаграмма.


Точка 1

Промеж. точка

Точка 2

Промеж. точка

Точка 3

Промеж. точка

Точка 4

Промеж. точка

Т, К

283

307,7

332,4

432,12

531,84

492,32

452,8

367,9

S, Дж/кг*К

-561,23

-724,64

-867,39

-662,0

-500,79

-350,68

-194,63

-356,19


Похожие работы на - Расчет цикла теплового двигателя

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!