|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
расчет газового цикла
Методические указания к расчетно-графическому заданию по курсам «Теоретические основы теплотехники» и «Теплофизические основы судовой энергетики» (раздел «Техническая термодинамика»)
Комсомольск-на-Амуре 2007 УДК 621.036.7
Расчет газового цикла: Методические указания к расчетно-графическому заданию по курсам «Теоретические основы теплотехники» и «Теплофизические основы судовой энергетики» /Сост. В.В. Смирнов, А.В. Смирнов – Комсомольск-на-Амуре, ГОУВПО «КнАГТУ», 2007 – 12 с. Рассмотрены понятия термодинамического процесса, газового цикла; представлены основные термодинамические процессы и позиции исследования процессов; приведен пример задания и представления результатов выполнения РГЗ, а также варианты с исходными данными.
Печатается по постановлению редакционно-издательского совета ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет».
Согласовано с научно-информационным отделом.
Рецензент С.А. Скоморовский. Редактор … ________________________________________________________________ Подписано в печать … Формат … Усл. печ. л.
Редакционно-издательский отдел Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» 681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27.
Полиграфическая лаборатория Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет» 681013, Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Термодинамическим процессом называется последовательное изменение состояний рабочего тела и связанное с этим изменение его параметров. Под параметрами подразумеваются термодинамические параметры состояния: давление p (Па), температура T (К) и удельный объем v (м3/кг), которые связаны между собой уравнением Клапейрона: , где R – газовая постоянная, Дж/(кг∙К). Процессы, в которых температура и давление по всей массе рабочего тела в каждый момент принимаются одинаковыми, называются равновесными. Равновесные процессы являются обратимыми, если после совершения процессов, сначала в прямом, а потом в обратном направлениях вся система тел, принимавших участие в процессах, возвращается в свое первоначальное состояние. В термодинамике изучают самые разнообразные процессы. Однако из них выделяют четыре основных процесса, рассматриваемых как равновесные: 1) изохорный, протекающий при постоянном удельном объеме газа; 2) изобарный, протекающий при постоянном давлении газа; 3) изотермический, протекающий при постоянной температуре газа; 4) адиабатный, протекающий без подвода и отвода теплоты. Кроме перечисленных четырех основных процессов, в термодинамике рассматривается еще группа так называемых политропных процессов. В этих процессах могут одновременно изменяться все параметры газа и может происходить подвод или отвод теплоты. Представленные выше четыре основных процесса являются частными случаями политропных процессов. Основные характеристики и математические зависимости для всех указанных выше процессов представлены в табл. 1. Процессы, в которых рабочее тело, пройдя ряд различных состояний, возвращается в исходное состояние, называются круговыми процессами или циклами. Циклы, протекающие по часовой стрелке, называются п рямыми и осуществляются в тепловых машинах, в которых теплота переходит в работу. Циклы, протекающие против часовой стрелки, называются обратными и осуществляются в холодильных установках, где работа переходит в теплоту. Если процессы, входящие в цикл, равновесные и обратимые, то цикл обратимый. Если какой-либо процесс, входящий в цикл, неравновесный, то и весь цикл будет неравновесным и, следовательно, необратимым. Таблица 1. Основные характеристики и аналитические зависимости термодинамических процессов
Продолжение таблицы 1
Продолжение таблицы 1
Условия задания. Сухой воздух массой 1 кг совершает прямой термодинамический цикл, состоящий из четырех последовательных термодинамических процессов. Данные, необходимые для расчета взяты для варианта № 29 (табл. 5 и табл. 6). Требуется: 1) рассчитать давление р, удельный объем v, температуру Т воздуха для основных точек цикла; 2) для каждого из процессов определить значения показателей политропы n, теплоемкости с, вычислить изменение внутренней энергии Du, энтальпии D i, энтропии Ds, теплоту процесса q, работу процесса , располагаемую работу ; 3) определить суммарные количества теплоты подведенной и отведенной , работу цикла , располагаемую работу цикла , термический к.п.д. цикла , среднее индикаторное давление ; 4) построить цикл в координатах: a) lg p – lg v; б) p– v, используя предыдущее построение для нахождения координат трех-четырех промежуточных точек на каждом из процессов; в) T–s, нанеся основные точки цикла и составляющие его процессы; 5) используя p– v и T–s -диаграммы, графически определить величины, указанные в п. 2 и 3, и сопоставить результаты графического и аналитического расчетов; 6) для одного из процессов цикла привести схему его графического расчета по T–s -диаграмме, изобразив на схеме линию процесса, вспомогательные линии изохорного и изобарного процессов, значения температур в начале и в конце процесса, отрезки, соответствующие изменению энтропии в основном и вспомогательных процессах, площадки, соответствующие теплоте процесса, изменению внутренней энергии и энтальпии, и указать числовые значения величин, взяв их с T–s -диаграммы. Методические указания. При расчетах считать воздух идеальным газом, а его свойства не зависящими от температуры. Принять газовую постоянную равной 287 Дж/(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, указав в числителе значения, полученные аналитически, а в знаменателе — графически. В таблицах 2, 3 и 4 приведены результаты расчета. Таблица 2. Параметры основных точек цикла
Таблица 3. Основные энергетические характеристики процессов
Таблица 4. Основные характеристики цикла
Примеры оформления графиков показаны на рис. 1 – рис. 4. Рис. 1 – Схема цикла в координатах р- v с заданными значениями параметров Рис. 2 – Диаграмма цикла в координатах lg p – lg v Рис. 3 – Диаграмма цикла в координатах р- v и графическое определение работы и располагаемой работы процесса 4-1 Рис. 5 – Схема графического расчета процесса 4-1 по T-s диаграмме
ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ
Расчетно-графическое задание оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ к оформлению текстовых студенческих работ. РГЗ должно содержать в себе задание, полный расчет всех пунктов со всеми формулами и необходимыми пояснениями, сводные таблицы результатов расчета и графическую часть, выполненную на миллиметровой бумаге формата А4. В конце привести заключение в виде выводов о соответствии результатов численного и графического определения всех величин, а также об эффективности заданного цикла. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.01 сек.) |