Техническая термодинамика и теплотехника
Определение удельной газовой постоянной смеси и состава смеси в объемных долях, "кажущейся" молекулярной массы смеси через массовые и объемные доли. Определение процессных теплоемкостей газовой смеси и показателя адиабаты. Построения TS диаграммы.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.05.2016 |
| Размер файла | 2,5 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Задание на контрольную работу
Газовая смесь, имеющая массовый состав m1, m2, m3 совершает в тепловом двигателе круговой процесс ( цикл ) по преобразованию теплоты в механическую работу. Значения параметров состояния смеси в отдельных точках цикла принимаем из таблиц 1, 2, 3, 4 (шифр 3525):
Предполагаем, что в цикле процессы:
(23) и (51) - изохорные
(34) - изобарный
(12) и (45) - политропные
Требуется:
1. Общая масса смеси
Определяется состав смеси в массовых долях
Определяется удельная газовая постоянная смеси и состав смеси в объемных долях. Смесь задана массовыми долями, поэтому
где молекулярные массы
Объемные доли смеси
Определение «кажущейся» молекулярной массы смеси через массовые и объемные доли
или
Определение плотности и удельного объема смеси при нормальных физических условиях
тогда
2. Определение параметров смеси в характерных точках и показателей политропы
Точка 1
Точка 3
Точка 2
Точка 4
Точка 5
газовый молекулярный теплоемкость адиабата
Таблица 1. Параметры состояния смеси в цикле
|
Характерные точки цикла |
Р, мПа |
v, мі/кг |
Т, К |
|
|
1 |
0,25 |
0,339 |
300 |
|
|
2 |
0,72 |
0,144 |
367 |
|
|
3 |
1,12 |
0,144 |
570 |
|
|
4 |
1,12 |
0,204 |
810 |
|
|
5 |
0,779 |
0,339 |
935 |
Определение показателей политропы
Определение процессных теплоемкостей газовой смеси и показателя адиабаты
Мольные теплоемкости газов принимаем из таблицы из Л.1(стр. 29)
Теплоемкости газов
Теплоемкости смеси
Показатель адиабаты
Процессные теплоемкости
Определение изменения внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессах, составляющих цикл
Определение количества работы изменения объема, совершаемой в каждом из процессов, и теплоты подводимой (отводимой) в каждом из процессов, составляющих цикл
3. Количество теплоты, подводимое в цикле
Количество отводимого тепла
Полезная работа
Термический КПД цикла
Термический КПД цикла Карно
Таблица 2. Изменение энергетических параметров в цикле
|
Наименование процесса |
n |
с кДж/кг*К |
?u кДж/кг |
?h кДж/кг |
?s кДж/кг*К |
l кДж/кг |
q кДж/кг |
|
|
12 |
1,235 |
-0,416 |
52,461 |
71,355 |
-0,084 |
-80,55 |
-27,872 |
|
|
23 |
- |
0,783 |
158,949 |
179,15 |
0,345 |
0 |
158,95 |
|
|
34 |
- |
1,065 |
187,92 |
255,6 |
0,374 |
67,2 |
255,6 |
|
|
45 |
0,715 |
1,772 |
97,875 |
133,13 |
0,254 |
123,63 |
221,5 |
|
|
51 |
- |
0,783 |
-497,21 |
-676,28 |
-0,89 |
0 |
-497,21 |
Таблица 3. Расчетные величины
|
Наименование расчетной величины |
Значения |
|
|
Подводимое тепло q1, кДж/кг |
636,049 |
|
|
Отводимое тепло q2, кДж/кг |
525,077 |
|
|
Работа цикла l, кДж/кг |
110,972 |
|
|
КПД цикла, зt |
0,174 |
|
|
КПД цикла Карно |
0,679 |
4. Для построения TS диаграммы определяем изменение энтропии в промежуточных точках
Процесс 12
Процесс 23
Процесс 34
Процесс 45
Процесс 51
Приведите формулировки I-го и II-го законов термодинамики. Как выглядят (напишите) аналитические выражения I-го закона термодинамики для каждого процесса цикла применительно к Вашему варианту?
Первый закон термодинамики формулируется следующим образом: изменение внутренней энергии рабочего тела в термодинамическом процессе равно разности между энергией, подведенной в форме теплоты, и энергией, отведенной в форме работы.
Выражение первого закона термодинамики можно записать в виде:
q=? u +l
Что, касается нашего цикла, то можно записать:
Немецкий ученный Клаузиус второй закон термодинамики сформулировал так: теплота не может сама собой переходить от менее нагретого тела к более нагретому, или некомпенсированный переход от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой невозможен.
Для осуществления кругового процесса, который положен в основу работы тепловых двигателей, необходимо наряду с подводом к рабочему телу теплоты от верхних источников (горячих) необходимо отводить теплоту к нижним источникам (холодным), то есть необходимо иметь разность температур. При этом только часть затрачиваемой теплоты полезно используется для получения работы.
Изобразите на v-P и s-T диаграммах прямой цикл Карно. Почему он не является идеальным для паросиловых установок?
Недостатки цикла Карно для паросиловых установок следующие:
а) Влажный пар имеет большое содержание воды, что приводит к износу лопаток турбины
б) Конденсация пара осуществляется не полностью, а влажный пар содержит большое количество сухого насыщенного пара, что требует работы на его сжатие в компрессоре и сводит к нулю положительные стороны цикла Карно.
Список использованной литературы
1. Баскаков А.П. Теплотехника.М.1991 г.
2. Недужий И.А. Техническая термодинамика и теплотехника. Киев. 1988 г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение состава газовой смеси в массовых и объемных долях; ее плотности и удельного объема, процессных теплоемкостей и показателя адиабаты. Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессах, составляющих цикл. Термический КПД цикла Карно.
контрольная работа [38,9 K], добавлен 14.01.2014Особенности и алгоритм определения теплоемкости газовой смеси (воздуха) методом калориметра при постоянном давлении. Процесс определения показателя адиабаты газовой смеси. Основные этапы проведения работы, оборудование и основные расчетные формулы.
лабораторная работа [315,4 K], добавлен 24.12.2012Расчет параметров газовой смеси: ее молекулярной массы, газовой постоянной, массовой изобарной и изохорной теплоемкости. Проверка по формуле Майера и расчет адиабаты. Удельная энтропия в характерных точках цикла и определение термического КПД цикла Карно.
контрольная работа [93,6 K], добавлен 07.04.2013Определение реакции баллона на возросшее давление. Анализ газовой постоянной и плотности смеси, состоящей из водорода и окиси углерода. Аналитическое выражение законов термодинамики. Расчет расхода энергии в компрессорах при политропном сжатии воздуха.
контрольная работа [747,5 K], добавлен 04.03.2013Определение объемного состава, удельной газовой постоянной, плотности, средней молярной массы и объема смеси. Условия воспламенения горючего материала в результате теплообмена излучением. Коэффициент теплообмена между продуктами горения и поверхностью.
контрольная работа [164,7 K], добавлен 04.03.2012Определение расхода смеси, ее средней молекулярной массы и газовой постоянной, плотности и удельного объема при постоянном давлении в интервале температур. Определение характера процесса (сжатие или расширение). Процесс подогрева воздуха в калорифере.
контрольная работа [404,8 K], добавлен 05.03.2015Определение политропного процесса. Способы определения показателя политропы. Вычисление теплоемкости и количества теплоты процесса. Расчет термодинамических свойств смеси, удельных характеристик процесса. Проверка расчётов по первому закону термодинамики.
контрольная работа [170,2 K], добавлен 16.01.2013Термодинамика - учение об энергии и фундаментальная общеинженерная наука. Термодинамическая система и параметры ее состояния: внутренняя энергия, энтальпия. Закон сохранения энергии. Смеси идеальных газов. Задачи по тематике для самостоятельного решения.
дипломная работа [59,9 K], добавлен 25.01.2009Понятие и предмет термодинамики. Определение объемного состава и средней молярной массы смеси, а также вычисление парциальных объемов компонентов. Характеристика фазового равновесия и фазовых переходов. Основы введения в химическую термодинамику.
контрольная работа [328,4 K], добавлен 29.03.2015Определение конечного давления и объема смеси, величины работы и теплоты, участвующих в процессах термодинамики. Анализ КПД цикла Карно. Схема паросиловой установки, описание ее работы. Расчет массового расхода аммиака и мощности привода компрессора.
контрольная работа [198,2 K], добавлен 16.11.2010Расчет значения среднеинтегрального напора насоса по смеси и соответствующей ему величине среднеинтегральной подачи смеси путем интегрирования подачи от давления у входа до давления на выходе из насоса. Расчет кавитационного режима работы насоса.
презентация [1,9 M], добавлен 04.05.2016Изменение внутренней энергии тела при переходе из одного состояния в другое. Энтальпия перегретого пара. Расчет средней молекулярной массы, плотности, удельного объема и изобарной удельной массовой теплоемкости смеси. Выражение закона действующих масс.
контрольная работа [1,9 M], добавлен 23.09.2011Определение параметров рабочего тела методом последовательных приближений. Значения теплоемкостей, показатели адиабаты и газовой постоянной. Изменение в процессах внутренней энергии, энтальпии и энтропии. Термический коэффициент полезного действия.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 03.05.2011Свойства рабочего тела. Термодинамические циклы с использованием двух рабочих тел. Значение средних теплоемкостей. Параметры газовой смеси. Теплоемкость различных газов, свойства воды и водяного пара. Термодинамический цикл парогазовой установки.
курсовая работа [282,2 K], добавлен 18.12.2012Расчет фазового равновесия системы жидкость–пар бинарных и многокомпонентных смесей. Определение параметров их теплофизических свойств. Термодинамические основы фазового равновесия растворов. Теория массопередачи при разделении смеси методом ректификации.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 01.03.2015Молярная масса и массовые теплоемкости газовой смеси. Процесс адиабатного состояния. Параметры рабочего тела в точках цикла. Влияние степени сжатия, повышения давления и изобарного расширения на термический КПД цикла. Процесс отвода теплоты по изохоре.
курсовая работа [35,7 K], добавлен 07.03.2010Определение параметров газовой смеси для термодинамических процессов. Политропный процесс с различными показателями политропы. Конструктивный тепловой расчет теплообменного аппарата. Рекуперативный теплообменник с трубчатой поверхностью теплообмена.
курсовая работа [415,7 K], добавлен 19.12.2014Определение количества ступеней компрессора. Массовые доли компонентов смеси, их теплоемкость. Расчет параметров по точкам, количества тепла, выделяемого компрессором, работы компрессора. Общий отопительный коэффициент как мера эффективности компрессора.
контрольная работа [159,4 K], добавлен 23.12.2012Рассмотрение классификации (чугунный, стальной), основных повреждений, причин расслоения пароводяной смеси в экономайзере. Ознакомление с требованиями в конструкции, возможностями, параметрами и сроками безопасной эксплуатации теплообменных аппаратов.
реферат [1,1 M], добавлен 18.04.2010Ректификация как разделение жидких однородных смесей на составляющие вещества в результате взаимодействия паровой смеси и жидкой смеси, возможности и обоснование данного процесса. Описание конструкции и обоснование выбора проектируемого аппарата.
курсовая работа [864,2 K], добавлен 06.01.2014
