Определение параметров для основных точек цикла. Расчет производится с помощью таблиц термодинамических свойств газов

РАСЧЕТ ГАЗОВОГО ЦИКЛА С УЧЕТОМ ПЕРЕМЕННОЙ ТЕПЛОЕМКОСТИ

с = f(t),

Расчет производится с помощью таблиц термодинамических свойств газов.

Параметры P, V, t определяют также по уравнению состояния (4) и соотношении параметров в процессах, приведенных ранее. Исключение составляет адиабатный процесс. Поскольку с = f(t), то показатель адиабаты зависит от температуры.

(33)

Поэтому соотношения формулы (34)

заменяют выражениями (35) и (36)

Безразмерные величины относительный объем q₀ и относительное давление p₀ взять из таблицы в зависимости от температуры.

Параметры U, i, S находят по таблицам, в которых отсчет внутренних удельных энергий, энтальпий и энтропий начинается с 0 К.

Для точки 1:

T ₁=273+80⁰C=353 К,

Рассмотрим адиабатный процесс 1-2:

При t ₁=80⁰C (T ₁=353 K) относительный объем q ₀₁=4210, тогда из формулы (35):

По таблице находим t ₂»332,4⁰C (T ₂ »605,4 K).

По таблице находим

p₀₁ = 2,4553,

p₀₂ » 16,8497, тогда из формулы (36):

Из графика видно:

Рассмотрим изохору 2-3:

P ₃= P ₂×2,4=6,52×10⁵×2,4=15,65×10⁵ Па,

Рассмотрим политропный процесс 3-4:

P ₃ V ₃ⁿ= P ₄ V ₄ⁿ , (37)

В формулу (7) предыдущего раздела подставляем соотношение параметров для политропы, получаем формулу (12) и выражаем T₄:

Параметры U, i, S найдем из таблицы (приблизительно). Все результаты параметров в таблице 4.

Таблица 4 – Результаты определения параметров в точках

№ точки	P, 10^5 Па	V, м^3/кг	t, ^0C	Т, К	U, кДж/кг	i, кДж/кг	S, кДж/(кг·К)
	0,95	1,06			252,80	353,60	6,8662
	6,52	0,26			438,64	612,20	7,4182
	15,6	0,26			1135,5	1544,2	8,3825
	2,96	1,06			827,06	1136,8	8,0552

3.2 Определение для каждого процесса

Изменение удельной внутренней энергии по формуле (38):

; (38)

Изменение удельной энтальпии по формуле (39):

; (39)

Изменение удельной энтропии по формуле (40):

; (40)

Результаты расчетов в таблице 5.

Таблица 5 – Результаты расчетов

№ процессов	, кДж/кг	, кДж/кг	, кДж/(кг·К)	Примечания
1-2	185,84	258,6	–0,00048
2-3	696,86	932,0	0,7140
3-4	–308,44	–407,4	0,1495
4-1	–574,26	–783,2	–0,8629
Всего:				–

3.3 Определение q, l, l¢, j, y в каждом процессе

Удельное количество теплоты:

Для адиабатного:

q_1-2=0 (n=k).

Для изохорного:

q _2-3 = D U = U ₃ – U ₂ = 696,86 кДж/кг (l=0);

q _4-1 = D U = –574,26 кДж/кг (l=0).

Для политропного формулы (41) и (42):

Показатель адиабаты формула (43):

k = 1,32.

Удельное количество теплоты формула (44):

Удельная работа изменения объема газа в процессах:

Для адиабатного:

Для изохорного:

Для политропного:

Удельная располагаемая работа (полезная) в процессах:

Для адиабатного:

Для изохорного:

Для политропного:

Коэффициенты распределения энергии в процессе по формулам (23) и (24) предыдущего раздела:

Все результаты сводятся в таблицу 6.

Таблица 6 – Результаты определения параметров в каждом процессе

№ процессов	q, кДж/кг	l, кДж/кг	l¢, кДж/кг
1-2		–185,84	–258,60
2-3	696,86		–236,08
3-4	185,06	493,35	592,02	– 1,7	2,7
4-1	–574,26		213,06
Всего:				–	–

3.4 Определение l_ц, h_t, p_i

Полезная работа газа за цикл определяется:

как разность работ расширения и сжатия по формуле (45):

l _ц= l _расш – l _сж ; (45)

как разность теплоты, подведенной и отведенной по формуле (46):

l _ц = q ₁ – q ₂ = q _подв – q _отв. (46)

С учетом знаков плюс и минус полезная работа за цикл определяется как алгебраическая сумма, формулы (47) и (48):

l _ц = l _1-2 + l _2-3 + l _3-4 + l _4-1 (47)

или

l _ц = q _1-2 + q _2-3 + q _3-4 + q _4-1 (48)

или,

l¢ _ц = l¢ _1-2 + l¢ _2-3 + l¢ _3-4 + l¢ _4-1 = 310,2 кДж/кг,

l _ц= l _1-2 + l _2-3 + l _3-4 + l _4-1 = 307,51 кДж/кг,

Термический к.п.д., по формуле (30) как при постоянной теплоемкости:

Термический к.п.д. цикла по формуле (31):

Среднецикловое давление (индикаторное) по формуле (32):

Дата добавления: 2015-05-09