Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Волжский филиал

ФГБОУ ВПО «НИУ МЭИ» в г. Волжском

 

Кафедра: «Теплоэнергетика и теплотехника»

 

Дисциплина «Теоретические основы теплотехники»

Часть 1. «Техническая термодинамика»

 

 

Расчётно-графическая работа по теме:

«Расчет параметров цикла теплового двигателя»

 

Выполнил: Чубко А.Ю.

группа: _________

Принял доцент Гриценко А.Н.

 

 

Волжский 2014г.


Московский энергетический институт (ТУ) Волжский филиал

Кафедра ТЭ и ТТ

Дисциплина: «Теоретические основы теплотехники» Часть 1. «Техническая термодинамика»

Группа________________ Студент_____________________

Расчётное задание №1

«Термодинамический расчёт цикла теплового двигателя»

                       
       
 
 
       

 

 


Вариант № 29.

На рисунке изображён цикл теплового двигателя. Рабочее тело обладает свойствами идеального газа. По номеру варианта из таблицы заданы - тип цикла, начальные параметры состояния газа (точка1) и основные характеристики процессов цикла, внутренний КПД работы компрессора и турбины:

Р ис. № 3; Тип газа - СО2 (двуокись углерода); Вид и номер процесса: 1-2 – S=const; адиабатный;

2-3 – n-=1.2-политропный; 3-4 -Р=const- изобарный; 4-5 - S=const-адиабатный; 5-1 - V=const- изохорный;

Р1= 250 кПа; Т1=150оС; =V1/V2= 4; =V3/V2=; =V4/V3= 1,7; = P3/P2= 4; = 0.9;

= 0.9;

Энропию рабочего тела в исход. точке 1 цикла принять S1=0.

Параметры окружающей среды: То.с.= +20оС, Ро.с.=100кПа.

Необходимо определить:

1.Параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла (Р,Т,V,u,h,s)

2.Изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропиив каждом процессе и в целом за цикл.

3.Работу расширения (сжатия), полезную (затраченную, техническую) работу и подведённую (отведённую) теплоту в каждом процессе и в целом за цикл.

4. Средние температуры в процессах отвода и в процессах подвода теплоты.

5.Термический КПД цикла, действительный КПД цикла, термический КПД цикла Карно для вычисленного интервала температур и средних температур цикла.

6.Изменение эксергии рабочего тела в характерных точках цикла.

Результаты расчётов свести в таблицы текста записки, формы которых указана ниже.

Изобразить на диаграммах состояния Р-V и T-S (формат А-4) рассчитанные циклы теплового двигателя.

Описать, как изменится цикл и его КПД, если значение _______увеличить / уменьшить на ______%?

После проверки выполнения работы, расчётное задание возвращается студенту для его защиты.

В защиту расчётного задания включаются вопросы по всем пунктам работы, связанные с определениями расчётных параметров процессов, умением ориентироваться в выполненных расчётах, анализе полученных результатов, приведенных графических материалах.

(Формы – заполняются после расчётов в тексте!)

Таблица1. Параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла.

Номер точки Р Т V U h So S ex
кПа К м3/кг кДж/кг кДж/кг кДж/кг*К кДж/кг*К кДж/кг*К
                 
                 
….                

Таблица 2. Изменения параметров и характеристики процессов.

Номер процесса Вид процесса h U S L расш. Lполез. q
кДж/кг кДж/кг кДж/кг*К кДж/кг кДж/кг кДж/кг
1 - 2              
…….              
5 – 1              
За цикл              

 

Дата выдачи задания ___________________ Дата защиты ___________

Роспись преподавателя _______________________.


Расчет цикла теплового двигателя.

Процесс 1-2 –адиабатный, т.е протекающий без теплообмена с окружающей средой . Известны первоначальные параметры в точке 1. , , из таблицы Термодинамических функций кислорода по Ривкину найдем: , , , где удельная внутренняя энергия, удельная энтальпия, s 01 - удельная энтропия рабочего тела, отсчитываемая от нуля градусов по Кельвину.

Найдем параметры в точке 1 - из уравнения Клайперона-Менделеева: , где

Т 1 =(273,15+1500С)К заданная температура,

удельная газовая постоянная для данного газа, , молекулярный вес двуокиси углерода.

Энтропия:

. (задано) – относительное значение удельной энтропии рабочего тела;

Параметры окружающей среды:

Из таблицы Термодинамических функций по Ривкину найдем параметры

двуокиси углерода по параметрам окружающей среды:

при , ,

при , ,

Параметры окружающей среды будут:

Эксэргия.

Эксэргия – максимальная работоспособность системы (рабочего тела) от исходных параметров до параметров окружающей среды (О.С.).

В точке 1 - е 1 ≠ 0.

где h0, T0, и Р0 - энтальпия, температура, энтропия (отсчитанная от 0оС) и давление заданного газа при параметрах окружающей среды.

В точке 2 - найдем: , где степень сжатия по условию,

Вычисление давления и объёма конца процесса выполним через приведенные величины - и методом интерполяции по формуле , где Т - найденная температура лежащая между значениями табличных температур, табличные температуры (в таблице Ривкина), искомая величина параметра, табличные величины параметра при соответствующих температурах. Искомым параметром могут

быть u, h, s0, π0 и θ0.

Для точки 1 .

Для точки 2 . Из таблиц методом интерполяции определяется соответствующая температура в точке 2 цикла – Т2 .= 581,92 К, также определяются остальные параметры:

, , .

кПа

Работа расширения в процессе 1-2:

,

,

 

энтропия:

Процесс 1 -2 - Адиабатный процесс.

изменение удельной внутренней энергии:

удельной энтальпии

удельная теплота:

удельная эксэргия:

Точка 3.Процесс 2-3 -Политропный процесс т.е, , n=1.2, ,отсюда следует, , где степень повышения давления из условия, ,где -показатель политропы,

по температуре из таблиц Ривкина методом интерполяции найдём: , , .

Работа расширения в процессе 2-3:

,

Точка 4. Процесс 3-4 – Изобарный процесс т.е , отсюда следует что, , , где степень предварительного расширения из условия, , из таблицы найдем: , , .

, т.к.

Точка 5. Процесс 5-1 изохорный : 4-5 адиабатный :

, где k=const, по таблицам методом интерполяции находим k для точки 4

, по закону Шарля ,

из таблицы для Т5 найдем: , , .

так как изменения объема равно нулю

Процесс 4-5 адиабатный :

Суммирование за цикл:

 

Параметры состояния в характерных точках и процессов цикла заносится в сводную таблицу.

Таблица 1. Параметры состояния в характерных точках цикла

№ точки  
    423,15 0,32 245,78 325,73 5,1694   326,31
  1375,41 581,92 0,08 376,76 486,70 5,4916   487,28
  5501,64 734,33 0,025 516,52 655,26 5,7485 -0,005 657,31
  5501,68 1208,36 0,0425 1050,53 1286,37 6,3965 0,643 1098,45
  516,85 874,82 0,32 654,53 819,8 5,9533 0,643 631,68

 

Таблица 2. Характеристики процессов цикла.

Процессы
номер Тип
1-2 Адиабата 130,98 160,97   -130,98 -160,97  
2-3 Политропа 139,76 168,58 -0,005 -137,54 -165,05 3,53
3-4 Изобара 534,01 631,11 0,648 96,28   631,11
4-5 Адиабата -396, -466,57     466,57  
5-1 Изохора -408,75 -494,07 -0,646   85,39 -408,75
За цикл -       223,76 225,94 225,89

 

Средние температуры процессе подвода и отвода теплоты:

 

Термический КПД цикла:

 

Действительный КПД цикла:

Термический КПД цикла Карно:

 

Термический КПД цикла Карно для средних температур:

 

 

(Построение диаграмм, требуемых в задании на формате

А-4, выполнить самостоятельно в выбранном масштабе!)

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Садово-паркового искусства | Владимир владимирович Маяковский (1893 – 1930)
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-06-28; Просмотров: 356; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.079 сек.