Расчет газового цикла
Определение параметров в характерных точках цикла. Расчет средних массовых теплоемкостей в процессах цикла. Определение термодинамической и потенциальной работы, теплоты, энтальпии и энтропии в процессах работы цикла. Построение цикла в координатах.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.09.2017 |
| Размер файла | 166,2 K |
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
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА
Контрольная работа по дисциплине:
«Термодинамика и теплопередача»
Выполнил: студент группы:
БСб(до)зу-14-1(ЦДО)
Крастелёв Станислав Владимирович
Тюмень 2017
Расчет
1 кг рабочей смеси объемного состава =0,35, =0,5, =0,15 совершает цикл (рис.1). Известны параметры: Р2=106 Па, Р3=4,9·106 Па , t3 =1900 К, t4 =2600 К, t5 =1500 К, n=1,43.
Циклы: 1-2 -изотермический,
2-3 - политропный,
3-4 - изобарный,
4-5 - адиабатный,
5-1 - изохорный.
Определить:
1. Параметры в характерных точках цикла Р,х , T.
2. Средние массовые теплоемкости в процессах цикла.
3. Термодинамическую l и потенциальную работу w, теплоту q, изменение внутренней энергии , энтальпии и энтропии в процессах цикла, работу цикла , термический к.п.д. цикла .
4. Построить цикл в координатах Р-V и Т -S.
Расчет газовой смеси (табл.1)
а) определение массового состава смеси
;
.
Проверка: 0,35+0,44+0,21=1.
б) определение кажущейся молярной массы смеси
см = = =31,8 кг/К.моль.
Проверка: через объемные доли
см = = кг/К.моль.
в) определение газовой постоянной смеси
Дж/кг·К,
Ri = 8314/, - газовая постоянная компонента.
Проверка: через объемные доли
Дж/кг·К = 0,261 кДж/кг·К.
Расчет параметров
1. определяется из уравнения Клайперона, так как процесс 3-4 изобарный то = = 4,9·106 Па
2. Политропный процесс 2-3.
Отсюда: Т2=1900/(4,9*106/106)0,3=1188 К
3. Изотермический процесс 1-2.
Т2= Т1=1188 К
определяется из уравнения Клайперона
V2= м3/кг.
4. Политропный процесс 2-3
Отсюда: V3= (V20,43Т2/Т3)1/0,43=0,108 м3/кг
5. Изобарный процесс 3-4
Отсюда: V4=V3*Т4/Т3=0,108*2600/1900=0,148 м3/кг
6. Адиабатный процесс 4-5
/=, отсюда =,
где k = - показатель адиабаты.
Для определения и необходимо найти теплоемкости компонентов смеси (табл.8, 9) в интервале от 0°С до t°C .
теплоемкость термодинамический работа энтальпия энтропия
|
Диапазон температур |
Теплоемкости, кДж/кг·К |
||||||
|
0 - 2600 |
1,127 |
1,220 |
1,233 |
0,867 |
0,923 |
0,936 |
|
|
0 - 1500 |
1,071 |
1,160 |
1,190 |
0,811 |
0,863 |
1,001 |
По формуле определяются средние массовые теплоемкости смеси в диапазоне температур от 0°С до 2600°С и от 0°С до 1500°С, по формуле (2) - в диапазоне температур от 1000°С до 1500°С .
кДж/кг·К;
кДж/кг·К.
Проверка по закону Майера:
;
Rсм= 0,261 КДж/кг·К; 1,135 - 0,874 = 0,261.
= 0,35·1,127 + 0,44·1,22 + 0,21·1,233 = 1,171 кДж/кг·К;
= 0,35·0,867 + 0,44·0,923 + 0,21·0,936 = 0,91 кДж/кг·К.
Проверка: = ; 1,171-0,91 =0,261 кДж/кг·К;
кДж/кг·К;
кДж/кг·К.
Проверка: 1,22 - 0,959= 0,261.
Показатель адиабаты К = 1,22/0,959 = 1,3;
м3/кг.
определяется из уравнения Клайперона
Р5= м3/кг.
7. Изохорный процесс 5-1
Отсюда: Р1=Т1*Р5/Т5=1188*32,6*106/1500=25,8*106
|
№ точек |
p, Па |
, м3/кг |
T, К |
t, 0С |
|
|
1 |
25800000 |
0,012 |
1188 |
915 |
|
|
2 |
1000000 |
0,31 |
1188 |
915 |
|
|
3 |
4900000 |
0,108 |
1900 |
1627 |
|
|
4 |
4900000 |
0,148 |
2600 |
2327 |
|
|
5 |
32600000 |
0,012 |
1500 |
1227 |
Средние массовые теплоемкости в процессах цикла результаты расчета сводятся в табл.
Таблица
|
Процесс |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-1 |
|
|
Диапазон температур |
1188-1900 |
1900-2600 |
2600-1500 |
1500-1188 |
|
|
,кДж/кг·К |
1,202 |
1,231 |
1,205 |
1,295 |
|
|
, кДж/кг·К |
0,941 |
0,97 |
0,944 |
1,034 |
Термодинамическая работа l:
потенциальная работа w:
изменение внутренней энергии u:
0
=0,941· (1900-1188)=670 кДж/кг
=0,97· (2600-1900)=679 кДж/кг
=0,944· (1500-2600)= -1039 кДж/кг
=1,034· (1188-1500)= - 323 кДж/кг
изменение энтальпии h:
0
=1,202· (1900-1188)=856 кДж/кг
=1,231· (2600-1900)=862 кДж/кг
=1,205· (1500-2600)=-1326 кДж/кг
=1,295· (1188-1500)=-404 кДж/кг
изменение энтропии S:
S4,5= 0
количество тепла q:
=-992 кДж/кг
=1,231· (2600-1900)= 862 кДж/кг
Q4,5= 0,
=1,034· (1188-1500)= -323 кДж/кг
Результаты расчетов сведены в табл.
|
Процесс |
u кДж/кг |
h кДж/кг |
w кДж/кг |
l кДж/кг |
q кДж/кг |
S кДж/кг·К |
|
|
1-2 |
0 |
0 |
-992 |
-992 |
-992 |
0,86 |
|
|
2-3 |
670 |
856 |
-618 |
-432 |
484 |
0,57 |
|
|
3-4 |
679 |
862 |
0 |
182 |
862 |
0,1 |
|
|
4-5 |
-1039 |
-1326 |
1244 |
957 |
0 |
0 |
|
|
5-1 |
-323 |
-404 |
81 |
0 |
-323 |
-0,23 |
|
|
Показатели цикла |
=-13 |
= =-12 |
=-285 |
=-285 |
=31 |
= 1,3 |
Термический к.п.д. цикла
;
q2 = q12+ q34 = -992 +862 = -120кДж/кг;
q1 = q23+ q51 =484 - 323= 161кДж/кг;
lц=q1 - =161-120 = 41 кДж/кг.
Рис. 1. Расчетный цикл в координатах T-S
Рис. 2. Расчетный цикл в координатах P-V
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение основных параметров состояния рабочего тела в характерных точках цикла. Вычисление удельной работы расширения и сжатия, количества подведенной и отведенной теплоты. Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессах цикла.
курсовая работа [134,6 K], добавлен 20.10.2014Расчет термодинамического газового цикла. Определение массовых изобарной и изохорной теплоёмкостей. Процессы газового цикла. Изохорный процесс. Уравнение изохоры - v = const. Политропный процесс. Анализ эффективности цикла. Определение работы цикла.
задача [69,7 K], добавлен 17.07.2008Принципиальная схема двигателя внутреннего сгорания и его характеристика. Определение изменения в процессах цикла внутренней энергии и энтропии, подведенной и отведенной теплоты, полезной работы. Расчет термического коэффициента полезного действия цикла.
курсовая работа [209,1 K], добавлен 01.10.2012Расчет 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 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 14.01.2014Определение 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 03.05.2011Определение показателя политропы, начальных и конечных параметров, изменения энтропии для данного газа. Расчет параметров рабочего тела в характерных точках идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с изохорно-изобарным подводом теплоты.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 03.12.2011Расчет эффективности работы паросилового цикла Ренкина. Определение параметров состояния рабочего тела в различных точках цикла. Оценка потери энергии и работоспособности в реальных процесса рабочего тела. Эксергетический анализ исследуемого цикла.
реферат [180,6 K], добавлен 21.07.2014Молярная 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 характерных точек цикла. Расчет давления, температуры и удельного объёма. Полезная работа за цикл. Вычисление параметров дополнительных точек для цикла, осуществляемого при заданных постоянных. Построение графика по точкам.
контрольная работа [244,4 K], добавлен 30.03.2015Устройство и принцип работы теплового газотурбинного двигателя, его схема, основные показатели во всех основных точках цикла. Способ превращения теплоты в работу. Определение термического коэффициента полезного действия через характеристики цикла.
курсовая работа [232,8 K], добавлен 17.01.2011Расчет термодинамических процессов и цикла, когда в качестве рабочего тела используется смесь идеальных газов. Основные составы газовых смесей. Уравнение Kлайперона для термодинамических процессов. Определение основных характеристик процессов цикла.
контрольная работа [463,2 K], добавлен 20.05.2012Нахождение параметров для основных точек цикла газотурбинной установки, который состоит из четырех процессов, определяемых по показателю политропы. Определение работы газа за цикл и среднециклового давления. Построение в масштабе цикла в координатах.
контрольная работа [27,4 K], добавлен 12.09.2010Расчёт оптимального значения степени повышения давления в компрессоре газотурбинного двигателя. Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии в процессах цикла, параметров состояния рабочего тела в промежуточных точках процессов сжатия и расширения.
курсовая работа [278,4 K], добавлен 19.04.2015- Расчет параметров теплоэнергетической установки с промежуточным перегревом пара и регенерацией тепла
Параметры рабочего тела во всех характерных точках идеального цикла. Определение КПД идеального цикла Ренкина. Энергетические параметры для всех процессов, составляющих реальный цикл. Уравнение эксергетического баланса. Цикл с регенеративным отводом.
курсовая работа [733,4 K], добавлен 04.11.2013 Определение 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 16.11.2010Конструкция теплообменника ГДТ замкнутого цикла. Определение потери давления теплоносителя при прохождении его через аппарат. Тепловой, гидравлический расчет противоточного рекуперативного теплообменника газотурбинной наземной установки замкнутого цикла.
курсовая работа [585,3 K], добавлен 14.11.2012Преобразование тепловой энергии в механическую турбинными и поршневыми двигателями. Кривошипный механизм поршневых двигателей внутреннего сгорания. Схема газотурбинной установки. Расчет цикла с регенерацией теплоты и параметров необратимого цикла.
курсовая работа [201,3 K], добавлен 20.11.2012Расчет параметров состояния в контрольных точках цикла Брайтона без регенерации тепла. Изучение конца адиабатного процесса сжатия. Нахождение коэффициента теплоемкости при постоянном объеме и при постоянном давлении. Вычисление теплообменного аппарата.
курсовая работа [902,9 K], добавлен 01.04.2019История открытия цикла Карно, его физическое описание. Особенности прямого и обратного цикла Карно. Экспериментальное определение коэффициента полезного действия лабораторной установки, демонстрирующей цикл Карно. Примеры применения цикла Карно.
реферат [85,8 K], добавлен 14.05.2014
