Газовый цикл

Расчетные задания.

Обработка результатов опытов.

Порядок проведения опыта.

Включается вентилятор. По указанию руководителя устанавливается тепловой режим нагрева воздуха путём различного подключения нагревателей (тэнов в трубе), и скорость воздуха в трубе - путём различного открытия заслонки вентилятора.

После достижения стационарного теплового режима, о наступлении которого судят по постоянству показания термометров, измеряется температура воздуха до нагревателя Т₁ и после - Т₂ , разность потенциалов и сила тока в цепи нагревателя. Показания приборов контролируются несколько раз через равные промежутки времени. Результаты измерений вносятся в таблицу:

Nп/п	Т1,^0К	Т2,^0К	J,a	DU,в	Примечание

1. Определяется секундный расход воздуха по прибору для определения скорости потока.

2. Определяется тепло, воспринятое воздухом от нагревателя по

уравнению (1).

3. Определяется тепло, выделенное нагревателем по уравнению (2).

4. Пренебрегаем тепловыми потерями и приравниваем количества тепла, рассчитанные по уравнениям (1) и (2).

5. Полученное значение объёмной изобарной теплоёмкости сравнивается с табличными данными теплоёмкости воздуха, и делаются выводы.

Т,^0К
средняя теплоемкость абс. сухого воздуха при нормальных условиях ^Ср^ʹ	1,2971	1,3004	1,3071	1,3172	1,3289	1,3565	1,3842	1,4097	1,4327	1,4528

Контрольные вопросы.

1.Какова основная цель работы и как она достигается?

2.Дать определение теплоемкости тела?

3.Дать определение истинной, средней и полной теплоемкостей.

4.Написать формулы для средней и интерполяционной теплоемкостей?

5.Дать определение объемной, массовой и мольной теплоемкости?

6. Дать определение изохорной и изобарной теплоемкости и дать объяснение их различия по величине.

7.Уравнение Майера. Как получить показатель адиабаты через изобарную и изохорную теплоемкости?

8.От каких параметров зависит теплоемкость и в каком случае ее можно принимать постоянной?

Условия задания.

Сухой воздух массой 1кг совершает прямой термодинамический цикл, состоящий из четырех последовательных термодинамических процессов.

Требуется:

1) рассчитать давление p, удельный объем v, температуру Т воздуха для основных точек цикла;

2) для каждого из процессов определить значения показателей политропы n, теплоемкости с, вычислить изменения внутренней энергии ∆u, энтальпии ∆h, энтропии ∆s, теплоту процесса q, работу процесса l;

3) определить суммарные количества теплоты подведенной q’ и отведенной q”, работу цикла l_ц, термический к.п.д. цикла η_t, среднее индикаторное давление p_i;

4) построить цикл в координатах:

а) v-p, используя предыдущее построение для нахождения координат трех-четырех промежуточных точек на каждом из процессов;

б) s-T, нанеся основные точки цикла и составляющие его процессы.

№ варианта	Задание параметра^* в основных точках	Тип процесса и показатель политропы^**
1-2	2-3	3-4	4-1
1)	p1= 0.8	v1=0.12	p2=0.2	p3 =1.2	s=c	T=c	s=c	v=c
2)	p1=1.3	T1=573	p2=0.5	T3=290	T=c	s=c	T=c	s=c
3)	p1=0.2	v1=0.45	p2=1.2	T3=573	s=c	v=c	s=c	p=c
4)	p1=3.5	T1=483	T2=573	p3 =2.5	p=c	n=1.2	p=c	v=c
5)	p1=0.1	T1=273	p2=0.5	T3=473	n=1.3	p=c	n=1.3	p=c
6)	p1=0.09	T1=303	p2=0.4	T3=473	n=1.2	p=c	n=1.2	v=c
7)	p1=0.16	v1=0.5	T2=423	p3 =2.5	n=1.2	v=c	n=1.2	p=c
8)	p1=0.18	T1=303	v2=0.1	p3 =0.3	n=1.1	T=c	n=1.1	v=c
9)	p1=0.3	v1=0.3	p2=2.0	T3=573	n=1.3	p=c	n=1.3	p=c
10)	p1=2.0	T1=473	T2=623	v3=0.12	p=c	s=c	v=c	T=c
11)	p1=0.2	T1=323	p2=2.0	T3=473	T=c	p=c	T=c	p=c
12)	p1=0.4	T1=373	p2=1.6	p3 =0.6	s=c	T=c	s=c	p=c
13)	p1=0.3	T1=300	p2=0.8	T3=473	T=c	v=c	T=c	v=c
14)	p1=1.2	T1=373	p2=3.0	T3=473	T=c	p=c	T=c	p=c
15)	p1=5.0	T1=573	p2=1.8	v3=0.2	T=c	s=c	T=c	s=c
16)	p1=0.7	v1=0.12	p2=2.0	T3=473	s=c	p=c	s=c	T=c
17)	p1=0.3	T1=303	p2=0.6	T3=523	s=c	v=c	s=c	T=c
18)	p1=0.12	v1=0.7	v2=0.2	T3=423	T=c	p=c	T=c	p=c
19)	p1=0.4	v1=0.3	p2=1.0	T3=573	T=c	p=c	s=c	p=c
20)	p1=0.7	T1=473	T2=573	v3=0.4	p=c	T=c	v=c	s=c
21)	p1=0.3	T1=298	p2=1.0	T3=573	s=c	p=c	T=c	p=c
22)	p1=0.3	v1=0.3	p2=1.0	T3=473	s=c	v=c	T=c	p=c
23)	p1=1.0	T1=523	T2=573	p3 =0.6	p=c	s=c	p=c	v=c
24)	p1=1.2	v1=0.08	p2=1.4	T3=423	v=c	p=c	v=c	p=c
25)	v1=0.12	T1=323	p2=2.5	T3=573	s=c	p=c	T=c	p=c
26)	p1=0.12	T1=283	p2=0.8	T3=573	s=c	p=c	s=c	p=c
27)	p1=0.08	T1=293	v2=0.4	T3=573	T=c	v=c	s=c	v=c
28)	p1=1.2	T1=323	p2=6.0	T3=593	s=c	p=c	s=c	v=c
29)	p1=0.1	T1=338	T2=273	T3=433	p=c	s=c	v=c	n=1.3
30)	p1=0.3	T1=293	p2=1.8	T3=603	s=c	v=c	s=c	v=c

^*единица давления – МПа, температуры – К, удельного объема

^**типы процессов: p=c – изобарный; v=c – изохорный; T=c – изотермический; s=c– адиабатный (изоэнтропный). Для политропных процессов задано значение показателя политропы n.

Методические указания.

При расчетах считать воздух идеальным газом, а его свойства не зависящими от температуры.

Принять газовую постоянную равной 0,287 кДж/(кг К),теплоемкость при постоянном давлении равной 1,025 кДж/ (кг К), что соответствует свойствам сухого воздуха при 473 К.

Результаты расчета представить в виде таблиц (p,v,Т, n, с, ∆u, ∆h, ∆s, q, l).

Расчетные формулы приведены в приложении.

Дата добавления: 2014-12-08