Техническая термодинамика и теплотехника

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