Расчет параметров и процессов идеального газа

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Список литературы

Лабораторные занятия

Тематика и количество лабораторных работ определяются кафедрой.

В следующей таблице приведен примерный перечень тем лабораторных занятий.

№ п/п	Темы лабораторных занятий	Кол. часов	№ темы лекции	Литература
1.	Построение участка нижней пограничной кривой для воды.			[1, Ч. 1, стр. 20-23] [3], [4, стр. 170 -207].
2.	Исследование влажного воздуха.			[1, Ч.1, стр.25-26], [2, стр 44].
3.	Определение коэффициента теплопроводности материала методом цилиндрического слоя.			[1, Ч.1, стр.43-44, 52-53], [2, стр. 70-72, 97-100].
4.	Определение коэффициента теплоотдачи при свободном движении воздуха.			[1, Ч.1, стр.45-48], [2, стр 77-86],

1. Буянов О.Н. Тепло - и хладоснабжение предприятий пищевой промышленности. Учебное пособие. Часть1, Часть 2. -.Кемерово, 2001.- 222 с.

2. Теплотехника: Учебник для вузов /Под ред. А.П. Баскакова. – М.: Энергоиздат, 1991. – 224 с.

3. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник. Рек. Гос. Службой стандартных справочных данных. – М.: Энергоиздат, 1984. - 80 с.

4. Рабинович О.М. Сборник задач по технической термодинамике. М.: Машиностроение, 1973. - 344 с.

5. Самойлов А.И. Сборник задач по термодинамическим процессам и процессам теплообмена в машинах и аппаратах холодильных установок. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. – 144 с.

Для изучения теплотехники можно использовать другие учебники для ВУЗов по этой дисциплине.

На практических занятиях решаются задачи по основным разделам курса. Наибольшее внимание уделяется усвоению законов термодинамики и теплообмена, методам расчета и анализа процессов и циклов энергетических установок.

Основными параметрами состояния являются: удельный объем, абсолютная температура, абсолютное давление.

Удельный объем v, м³/кг:

v =V/m = 1/ρ,

где V, м³ – объем, m, кг –масса, ρ, кг/м³ –плотность.

Абсолютная температура Т, К:

Т = 273,15 + t.

Абсолютное давление р, Па:

р = р_атм + р_изб,

р = р_атм – р_вак.

где: р_атм – атмосферное давление,

р_изб – избыточное давление,

р_вак – вакуумное давление.

Связь между единицами измерения:

1кПа = 10³ Па; 1МПа = 10⁶ Па,

1бар = 10⁵ Па = 100 кПа,

1ат = 1 кгс/см² = 98000 Па = 98 кПа,

1мм. рт. ст. =133,3 Па.

В технической термодинамике рассматривают следующие основные термодинамические процессы:

изохорный – при постоянном объеме (v = const),

изобарный - при постоянном давлении (р = const),

изотермический – при постоянной температуре (Т = const),

адиабатный – без внешнего теплообмена (δq = 0),

политропный – при постоянной теплоемкости.

Характеристики, относящиеся к 1 кг вещества, называются удельными, они обозначаются строчными буквами, а характеристики, относящиеся к полной массе – заглавными. Полные характеристики получаются умножением удельных на величину массы:

Q =m∙q, L = m∙ℓ.

Уравнение состояния идеального газа:

p×v = R×T для 1 кг идеального газа;

p×V=m×R×T при расчетах с произвольной массой m,

где R, Дж/(кг×К) – удельная газовая постоянная (таблица 1 Приложения).

R=R_μ /μ = 8,31451×10³/μ.

1 закон термодинамики:

q = Δu + ℓ.

В таблице 1 приведены формулы для расчета процессов.

Таблица 1.

Процесс	Связь параметров	Работа изменения объема	Теплота
Изохорный	p2/p1 = T2/T1	ℓ = 0	q = cv (T2-T1)
Изобарный	v2/v1 = T2/T1	ℓ = p (v2 -v1)	q = cp (T2-T1)
Изотермический	p2/p1 = v1/v2	ℓ =RT ln (v2/v1) ℓ =RT ln (p1/p2)	q = ℓ
Адиабатный	р2/ р1 = (v1/v2)^k T2/T1 = (v1/v2)^k^-1 T2/T1 = (р2/р1)^(^k^-1)/^k		q = 0
Политропный	р2/ р1 = (v1/v2)^n T2/T1 = (v1/v2)^n-1 T2/T1 = (р2/р1)^(n-1)/n

Изменение внутренней энергии идеального газа в термодинамическом процессе:

Δu = c_v∙(T₂-Т₁).

Изменение энтальпии идеального газа в термодинамическом процессе:

Δh = c_p∙(T₂-Т₁).

Массовые теплоемкости идеального газа cp и cv можно определить по формулам:

c_p = k·R/(k-1); c_v = R/(k-1),

или как отношение мольной теплоёмкости газов к молекулярной массе (таблица 2 Приложения):

c_v = _mс_v/m, c_p= _mc_р/m,

k = c_p/c_v - показатель адиабаты или коэффициент Пуассона.

Дата добавления: 2014-01-15